Дайджест

Все самое интересное и необычное в одном месте

понедельник, 10 мая 2010 г.

БАК: 5 вещей, которых вы не знали


Большой Адронный Коллайдер (БАК) сейчас является одной из самых горячих тем для новостных сайтов. Возникновение черной дыры из-за начала работы этого устройства как-то уже не так страшит людей, как в прошлом году, и сейчас больше всего обсуждают злосчастный кусок булочки, который непонятно как попал в святая святых БАК. Давайте посмотрим, какие есть интересные факты об этом чудо-устройстве.

БАК: 5 вещей, которых вы не знали


Но для начала кратко о самом БАКе:

Большой адронный коллайдер (Large Hadron Colliders) — это гигантское сооружение, построенное на 100-метровой глубине на границе Франции и Швейцарии. Коллайдер представляет собой 27-километровый кольцевой туннель, в котором установлен ускоритель заряженных частиц в виде гигантской трубы. В ней с помощью 120 мощных электромагнитов предполагается разогнать до близкой к световой скорости (99,9%) встречные пучки протонов.

БАК: 5 вещей, которых вы не знали

Ученые ЦЕРН считают, что эксперимент позволит в миниатюре воспроизвести «Большой взрыв», который 13,7 миллиардов лет назад положил начало Вселенной. Кроме этого, они надеются обнаружить две новые частицы, неизвестные ранее человечеству и в последствии открыть путь к путешествиям во времени.

БАК: 5 вещей, которых вы не знали

Новый ускоритель рассчитан на энергии, прежде не подвластные человечеству. С его помощью можно будет получить новые частицы, которые сейчас неизвестны, новые состояния вещества.

БАК: 5 вещей, которых вы не знали

На кольце ускорителя установлены четыре детекторные станции — ATLAS, CMS, ALICE и LHCb. Это своего рода ловушки и суперсовременные исследовательские лаборатории одновременно. Они призваны помочь ученым обнаружить и инструментально зарегистрировать ожидаемые (предсказанные) теоретиками эффекты при столкновении частиц сверхвысокой энергии, идентифицировать их. А также, вполне возможно, выявить и попытаться объяснить абсолютно новые явления и состояния. Каждый такой детектор — высотой с многоэтажный дом и в буквальном смысле напичкан электроникой. Достаточно сказать, что CMS весит 12,5 тыс. тонн, спроектирован и построен при сотрудничестве 2250 физиков из 33 стран.

БАК: 5 вещей, которых вы не знали



Факт 1. Внутри коллайдера поддерживается температура, которая ниже температуры космоса почти на полтора градуса. Совершенная криогенная система позволяет охлаждать внутренности коллайдера до –271.3 °C. А вот в космосе температура достигает примерно –270 °C.

Такая температура поддерживается во-первых для того, чтобы титаново-ниобиевые кабели практически полностью теряли сопротивление. Во-вторых, благодаря такой низкой температуре возникает явление сверхпроводимости, благодаря чему возникает магнитное поле, способное разогнать протоны практически до скорости света (99.9999991% от с).

БАК: 5 вещей, которых вы не знали


Факт 2. БАК может саботировать самого себя

Вообще говоря, физики как таковые делятся на две группы: физики-теоретики и физики-экспериментаторы. Представители экспериментальной физики недолюбливают теоретиков, а теперь между ними так вообще почти война началась. Почему? Да потому что теоретики высказали идею, что БАК может саботировать собственную работу.

Есть теория, высказанная серьезными учеными, согласно которым Бог/природа возмущены намерением человека отыскать тот самый бозон Хиггинса, основу мироздания, и теперь может произойти что-то, что уничтожит машину. Конечно, экстравагантная теория, но все же интересно.

БАК: 5 вещей, которых вы не знали


Факт 3. БАК может помочь Хокингу получить Нобелевскую премию

Наверное, большинство наших читателей знают, кто такой Стивен Хокинг – гениальный физик, мозг которого настолько же силен, насколько его тело немощно. Болезнь не мешает Хокингу писать книги, которые тут же становятся бестселлерами, причем не только среди ученых, но и среди обычных людей, которые интересуются новостями из мира науки.

Так вот, в 1974 году Хокинг опубликовал статью в журнале Nature, которая называлась «Взрываются ли черные дыры?». В этой статье он предсказывал, что смерть черной дыры провоцирует выделение большого количества термального излучения. Так вот, если в результате работы БАК миниатюрная дыра все же возникнет (этого боятся многие), то у ученых будет возможность проследить, что случится после «схлопывания» такой дыры.

В принципе, ученые утверждают, что волноваться нечего, и черная миниатюрная дыра «умрет» прежде, чем ее смогут зафиксировать датчики. В общем, достаточно интересная проблема. Если все это окажется так, как и предсказывал Хокинг, он получит Нобелевскую премию.

БАК: 5 вещей, которых вы не знали


Факт 4. БАК может стать самой горячей точкой Солнечной системы

Конечно, не весь Адронный Коллайдер. Несмотря на то, что сейчас внутри него царит температура, которая даже ниже, чем в открытом космосе, в результате столкновения пучков протонов внутри будет создаваться температура, в 100000 выше, чем температура ядра Солнца. На триллионную часть секунды будет возникать температура в 1,5 триллиона °C.

БАК: 5 вещей, которых вы не знали


Факт 5. Работа БАК вполне соответствует уравнению Эйнштейна

Все мы в школе учили формулу E=mc2, из которой следует, что любой перенос энергии связан с переносом массы. Интересным моментом во всем этом является то, что справедливо и обратное выражение, то есть m=E/c2, – «превращение» массы в энергию. Именно на этом представлении основано объяснение так называемого «дефекта массы». В механических, тепловых и электрических процессах он слишком мал и потому остается незамеченным. На микроуровне он проявляется в том, что сумма масс составных частей атомного ядра может оказаться больше массы ядра в целом. Недостаток массы превращается в энергию связи, необходимую для удержания составных частей. Атомная энергия есть не что иное, как превратившаяся в энергию масса.

Физически все это выражается следующим образом: при разгоне пучков протонов и их столкновении, возникают частицы, масса которых превышает первоначальную массу этих протонов.

Ситуацию объясняет следующий пример: представьте, что на улице столкнулось два Харлея. Так вот, в результате получается не два сломанных Харлея, а один целехонький автобус, масса которого, понятно, превышает массу первоначальных элементов. Вот так все это интересно выглядит.

БАК: 5 вещей, которых вы не знали