За все годы строительства адронного коллайдера в Протвино подземная территория наполнилась разнообразными помещениями, которые были связаны с поверхностью земли шахтами, созданными перпендикулярно к самому объекту. «"Адронный коллайдер – довольно энергоемкое сооружение, и когда его только начинали проектировать, энергетическая проблема уже была, потому что он потребляет электроэнергию, как город средней величины. Большой Адронный Коллайдер (БАК) является очень важной установкой для проведения экспериментов в области изучения элементарных частиц.
Российские ученые поучаствовали в эксперименте на Большом адронном коллайдере
| Коллайдер NICA собрали в Дубне: как будет работать ускоритель частиц | 360° | «"Адронный коллайдер – довольно энергоемкое сооружение, и когда его только начинали проектировать, энергетическая проблема уже была, потому что он потребляет электроэнергию, как город средней величины. |
| Разгадка появления Вселенной и путешествия в прошлое: для чего нужен Большой адронный коллайдер | Одна из главных новостей в начале июля в науке: большой адронный коллайдер заработает с рекордной мощностью в 13,6 трлн электронвольт. |
Новосибирские физики проектируют уникальный коллайдер
Сабина Хоссенфельдер физик-теоретик из Мюнхенского центра математической философии Большой адронный коллайдер — что это, открытия и неудачи Большой адронный коллайдер впервые запустили в 2008 году. Его создали в основном ради обнаружения частицы под названием бозон Хиггса также известна как «частица Бога». Ученые всего мира пытались найти ее десятки лет. Исследователи, как отмечал британский астрофизик Стивен Хокинг, ищут «теорию всего», которая описывала бы все процессы во Вселенной и могла ответить на вопрос о ее возникновении. Окончательно все сомнения удалось развеять лишь в 2013 году, после серии тестов.
Как отмечают в СМИ, это было «одно из самых важных открытий в науке», которое отметили Нобелевской премией по физике. Но, несмотря на то, что исследователям удалось обнаружить частицу, существование которой отвечает на вопрос «Почему во Вселенной действуют именно такие физические законы? Кроме того, с момента открытия бозона Хиггса БАК не выявил никаких существенных новых физических явлений, которые могли бы пролить свет на некоторые из глубочайших тайн Вселенной, отмечает The Guardian.
Почему многие люди боялись БАК С Большим адронным коллайдером было связано множество теорий, которые предполагали, что установка может уничтожить Землю и человечество путем создания черных дыр или магнитных монополей. Сторонники этих версий даже угрожали расправой ученым, работавшим над созданием БАК.
Кварки — одна из составляющих элементарных частиц. Именно ускорители частиц вырабатывают необходимое количество энергии для проведения лабораторных экспериментов. Периметр основного кольца — 336 метров. Окончательно достроить установку планируется к концу 2021 года, однако в 2020 году было заявлено , что в полном объеме NICA заработает к концу 2022 года. Тем не менее, еще в 2018 году началось проведение первых экспериментов по запуску ускорительного комплекса. Из-за этого жители города остались без электричества, но, по словам, ведущего, ждали этот магнит всем городом и даже собрались в порту.
Благодаря проекту был сделан ряд важных открытий, включая открытие бозона Хиггса десять лет назад. БАД отключали за время существования два раза для модернизации. По словам руководителя отдела работы луча и одного из координаторов проекта в ЦЕРН Йорга Веннингера, в эти дни ученые находятся лишь на начальной стадии ввода коллайдера в действие, так как достижение самых высокоэнергичных столкновений частиц планируется добиться в рамках проекта лишь спустя полтора-два месяца.
Большой адронный коллайдер - зачем он нужен?
Объединяясь, эти субатомные частицы образуют адроны — группу, включающую знакомые протоны и нейтроны иными словами, кварки меньше, чем просто маленькие. Протоны и нейтроны состоят из трех кварков, но недавно обнаруженная частица адрона состоит из четырех, что делает ее разновидностью тетракварка — абсолютно новой частицы.
Его работу должны были остановить через две недели. Источник: Reuters Организация анонсировала отключение коллайдера в конце сентября. ЦЕРН сообщала, что досрочная остановка коллайдера была согласована с поставщиком электроэнергии — французской компанией Electricite de France. Это решение приняли, чтобы «справиться с возможным уменьшением энергии» в ближайшие месяцы.
Вариант первый: к ноябрю сдать дела и смотать удочки с Большого адронного коллайдера. Вариант второй: отречься от России. Возможно, для этого даже придётся какие-то бумаги официально подписывать — вроде тех, что хотят стребовать с наших олимпийцев за допуск в Париж. Совесть — штука изворотливая. И в этом светила фундаментальной физики не одиноки. Большое мировое искусство тоже космополитично. Наши оперные примы и маэстро, например, много лет обитают или обитали вне родных пенатов, на закордонных хлебах, не чувствуя душевного дискомфорта. И актёры многие в западном направлении тянутся. Здесь не переставая зарабатывать, разумеется.
При этом можно наблюдать переходный процесс — и саму воду, и пузырьки пара. Но если выплеснуть воду на раскаленные камни, то никакого перехода увидеть не удастся — вода моментально испарится. Наш коллайдер как раз предназначен для изучения переходного состояния первых систем материи. Его запуск даст возможность воссоздать в лабораторных условиях особое состояние вещества, в котором пребывала наша Вселенная примерно на десятой микросекунде после Большого взрыва, произошедшего около 13,7 миллиарда лет назад, — кварк-глюонную плазму КГП. В этом направлении разработано несколько инновационных проектов. Прежде всего это создание революционной электроники, которая будет стойко работать в условиях высокой радиации и космического излучения, что необходимо для полетов в космос. К ускорительному комплексу проявляют большой интерес создатели принципиально новых материалов. Речь идет о создании металлических тонкостенных многослойных оболочек, выдерживающих перепады давления 10 — 12 атмосфер, крупных сверхпроводящих устройств, специальных сплавов и новых технологий сварки различных металлов сталь, медь, титан, ниобий, вольфрам и др. Еще одно перспективное инновационное направление связанно с развитием альтернативной энергетики, в частности, в области переработки и утилизации отработанного ядерного топлива. Достаточно актуально на сегодняшний день практическое применение технологии в протонной компьютерной томографии при радиотерапии злокачественных новообразований протонами и ионами углерода. В настоящее время в мире введено в эксплуатацию более 60 центров протонной и ионной терапии. Что касается Большого адронного коллайдера ЦЕРН, то с начала его работы в 2008 году было сделано несколько важных открытий. Несмотря на то что БАКу предстоят еще почти два десятилетия исследований, уже начались работы над проектом коллайдера нового поколения. ЦЕРН намерен построить новый циклический суперколлайдер будущего Future Circular Collider, FCC , который позволит во много раз увеличить энергию частиц и значительно расширить возможности исследований.
ЦЕРН намерен построить «суперколлайдер» Future Circular Collider, но не все учёные с этим согласны
Образцов оценил последствия приостановки работы россиян, связанной с большим адронным коллайдером. Смотрите онлайн видео «Большой адронный коллайдер остановили ради экономии электроэнергии» на канале «Пятый канал НОВОСТИ» в хорошем качестве, опубликованное 28 ноября 2022 г. 19:10 длительностью PT50S на видеохостинге RUTUBE. Часть пучков можно будет вывести в коллайдер, где они будут крутиться и сталкиваться друг с другом. Первой точкой маршрута заявлен российский коллайдер НИКА (NICA) в Дубне. Российские ученые из Объединенного института ядерных исследований в сотрудничестве с зарубежными коллегами обнаружили свидетельства ускорения нейтрино на Большом адронном коллайдере CERN.
Строительство российского коллайдера NICA вышло на финальный этап
| Коллайдер NICA собрали в Дубне: как будет работать ускоритель частиц | 360° | Подсветка павильона-коллайдера с экспозицией «Достижения России». |
| Новости по тегу коллайдер, страница 1 из 1 | Ранее сообщала, что нехватка электричества из-за кризиса может убедить ЦЕРН отключить Большой адронный коллайдер. |
| Строительство российского коллайдера NICA вышло на финальный этап | Несомненно, без Большого адронного коллайдера ученые не смогли бы совершить некоторые знаменательные открытия – в том числе речь идет об обнаружении бозоне Хиггса. |
Как перестать бояться и полюбить коллайдер
Коллайдер сегодня — CERN заявила о прекращении сотрудничества с 500 связанными с Россией специалистами. Российская технология претендует на мировую уникальность, хотя принцип ее действия очень схож с детектором, установленным на том самом Большом адронном коллайдере в ЦЕРН. читайте, смотрите фотографии и видео о прошедших событиях в России и за рубежом! Дальнейшие исследования на Большом адронном коллайдере, которые ведутся сейчас и продолжают вестись буквально в настоящий момент, ― это попытка понять, как же устроен так называемый хиггсовский сектор Стандартной модели. Смотрите онлайн видео «Большой адронный коллайдер остановили ради экономии электроэнергии» на канале «Пятый канал НОВОСТИ» в хорошем качестве, опубликованное 28 ноября 2022 г. 19:10 длительностью PT50S на видеохостинге RUTUBE. Подсветка павильона-коллайдера с экспозицией «Достижения России».
«Русский коллайдер»: зачем в Подмосковье в 80-е прорыли 21-километровый подземный кольцевой тоннель
Судя по расписанию работы БАК на 2022 год, эксперименты с ядрами свинца продолжались всего лишь два дня, хотя первоначально на них отводилось около четырех недель. После зимней паузы работу коллайдера, согласно предварительным планам , начнут в марте 2023 года. Россия сотрудничала с Европейской организацией ядерных исследований 30 лет, но летом этого года ЦЕРН принял решение прекратить сотрудничество. Подробнее о завершении совместных научных проектов с российскими организациями можно прочитать в материале «Двери закрываются».
Кроме того, было построено множество вспомогательных помещений, связанных с поверхностью вертикальными шахтами. Если бы протонный коллайдер в Протвино удалось сдать в срок раньше БАК, в мире фундаментальной физики появилась бы новая точка притяжения. Далее — об истории главного советского коллайдера, на котором могла бы коваться физика будущего. Самый большой проект. Протвино с высоты 325 метров Перефразируя анекдот «А я тебе говорил — место проклятое!
За много лет до принятия стратегического решения о постройке крупнейшего в СССР научного объекта, в 1960 году, в качестве базы для Института физики высоких энергий ИФВЭ был основан секретный поселок Серпухов-7. Место выбрали по геологическим соображениям — в этой части Московской области грунт, являющийся дном древнего моря, позволяет размещать крупные подземные объекты, защищенные от сейсмической активности. В 1965 году получен статус поселка городского типа и новое название — Протвино — производное от названия местной речушки Протвы. В 1967 году в Протвино запущен крупнейший ускоритель своего времени — протонный синхротрон на энергию 70 ГэВ 109 электронвольт У-70. Он до сих пор действует и остается самым высокоэнергетичным ускорителем России. Строительство У-70 Вскоре начали разрабатывать проект нового ускорителя — протон-протонного коллайдера на энергию 3 ТэВ 1012 эВ , который стал бы самым мощным в мире. Работы по теоретическому обоснованию УНК возглавлял академик Анатолий Логунов — физик-теоретик, научный руководитель Института физики высоких энергий. Синхротрон У-70 планировалось использовать в качестве первой «разгонной ступени» для ускорителя УНК. В проекте УНК предполагались две ступени: одна должна была принять из У-70 пучок протонов с энергией 70 ГэВ и поднять ее до промежуточного значения 400—600 ГэВ.
Во втором кольце вторая ступень энергия протонов поднималась бы до максимальной величины. Обе ступени УНК должны были разместиться в одном кольцевом тоннеле размерами превосходящем кольцевую линию Московского метрополитена. Сходства с метро добавляет и тот факт, что строительством занимались метростроевцы Москвы и Алма-Аты.
В этом месяце ученые включили мощную машину, введя в нее несколько пучков протонов. Как пишет Daily Mail, 8 марта команды со всего мира ждали в подземной лаборатории, чтобы взглянуть на лучи, вращающиеся внутри кольца БАК. Круглая форма была задумана так, чтобы у пучка частиц было больше времени для ускорения и можно было достичь более высокой энергии. Но первая попытка в этом месяце прошла не так, как планировалось, после того, как луч совершил лишь частичный оборот.
Тем не менее эксперименты этого месяца показали, что траектория луча была отклонена, поскольку он совершил полный круг. Однако, повозившись с механикой, команда с удивлением наблюдала, как луч облетел акселератор менее чем за 20 минут. При полной мощности триллионы протонов будут проноситься по кольцу ускорителя LHC 11 245 раз в секунду, что всего на семь миль в час меньше скорости света. А 8 апреля команда отправит лучи через туннель, где они столкнутся. Команда будет охотиться за темной материей, которая составляет около 28 процентов нашей массивной Вселенной, но ее никогда не видели и не доказали.
То есть имеется расхождение с тем, что прогнозирует Стандартная модель, в 44 раза!
Это как раз является пусть косвенным, но всё же доказательством в пользу теорий, расширяющих Стандартную модель. Сам процесс распада бозона Хиггса на Z-бозон и фотон аналогичен распаду на два фотона в том смысле, что в этих процессах бозон Хиггса не распадается непосредственно на указанные пары частиц, что было бы весьма просто зафиксировать и интерпретировать. Вместо этого распад происходит через промежуточную «петлю» «виртуальных» частиц, которые появляются и исчезают и не могут быть обнаружены напрямую.
ЦЕРН отдыхает. Чем российский коллайдер NICA лучше Большого адронного
В отличие от Большого адронного коллайдера, у NICA совсем иные цели. Тот же Большой адронный коллайдер стимулировал прорывы во многих строительных, материаловедческих и информационных технологиях. Большой адронный коллайдер работает, сталкивая протоны, чтобы разделить их на части и обнаружить субатомные частицы, которые существуют внутри них, и как они взаимодействуют. Создание коллайдера в Дубне имеет большое значение как для России, так и для всех стран-участниц.
Ученые из 26 стран запустят в Дубне уникальный коллайдер. Он принесет пользу даже обычным людям
Команда будет охотиться за темной материей, которая составляет около 28 процентов нашей массивной Вселенной, но ее никогда не видели и не доказали. Эта работа даст им представление о формировании Вселенной и даже о ее конечной судьбе. Эксперимент запланирован на тот же день, что и Великое солнечное затмение в Северной Америке. Полное солнечное затмение происходит, когда луна полностью закрывает лицо солнца, ненадолго погружая улицу в темноту в дневное время. Это зрелище увидят, по оценкам, 32 миллиона человек, проходящих по узкой тропинке через Северную и Центральную Америку.
Это будет первое полное солнечное затмение, которое можно будет увидеть в США с августа 2017 года, пишет Daily Mail. Цель БАК состоит в том, чтобы позволить ученым проверить предсказания различных областей физики элементарных частиц, включая измерение свойств бозона Хиггса или частицы Бога, которая была недостающим фрагментом головоломки для физиков, пытавшихся понять, как работает Вселенная. Ученые полагают, что через долю секунды после Большого взрыва, породившего Вселенную, образовалось невидимое энергетическое поле, называемое полем Хиггса. Когда частицы проходили через поле, они набирали массу, придавая им размер и форму и позволяя им образовывать атомы, из которых состоите вы, все вокруг вас и все во Вселенной.
Впрочем, рабочий проект такого масштаба — это рывок вперёд как по науке, так и по технологиям. Фактически это будет следование за инфляцией, но угрозы смелым проектам такое финансирование нести не будет, что позволит физикам в США оставаться впереди учёных в других странах. Эти средства помогут продолжить уже реализуемые проекты, например, такие как обсерватория им. Тем самым урон может быть нанесён даже мировой фундаментальной физике, которая включает работы американских учёных. БАК близок к исчерпыванию своих возможностей.
После открытия бозона Хиггса там не осталось пространства для резкого движения вперёд. Для прорывных открытий нужно что-то новое и определённый объём старого, а именно денег. Но результат того стоит, добавил он: «Физика элементарных частиц привела к революциям в медицинских приложениях, материаловедении и даже к созданию iPhone и Всемирной паутины». Все фундаментальные частицы были найдены экспериментально, а их характеристики были измерены и согласованы с теорией. Впрочем, остаются небольшие расхождения между теорией и практикой, что заставляет продолжать эксперименты, и особенно это касается такой «молодой» частицы, как бозон Хиггса.
Следует сказать, что в данных БАК учёные ещё не встречали распада бозона Хиггса на Z-бозон и фотон, что косвенно подтверждает редкость такого явления. Учёные подтвердили, что бозон Хиггса действительно может распадаться на Z-бозон и фотон. Дальнейшие наблюдения за подобным каналом распада или подтвердит физику в рамках Стандартной модели, или заставит усомниться в её завершённости. Новые наблюдения за бозоном Хиггса будут проводиться на модернизированном БАК, возможности которого улучшались поэтапно и теперь достигли максимального значения — в прошлом году энергию столкновений подняли до 13,6 ТэВ. В ближайшие годы статистика по распаду бозона Хиггса на Z-бозон и фотон будет набираться и даст чёткий ответ на вопрос: понимаем ли мы устройство нашего мира, или нет?
Всё-таки их можно улавливать и учёные это делают с 1956 года. Однако в коллайдерах нейтрино ещё не получали, пока в 2022 году на БАК не поставили серию экспериментов, уверенно доказавших детектирование нейтрино, полученных искусственным путём. Трек нейтрино на фотоэмульсионной плёнке. Детектор поместили в один из боковых служебных коридоров коллайдера, но это не означает, что открытие рукотворных «призрачных частиц» не имеет важного научного значения. До сих пор учёные фиксировали в основном нейтрино низких энергий, тогда как из глубин космоса к нам приходят нейтрино высоких энергий.
На БАК были получены как раз высокоэнергичные частицы, что открывает возможность использовать полученные данные для понимания астрофизических процессов. Отдельно приятно, что значительную часть теоретической работы и обработку данных провели российские физики. В экспериментах по физике нейтрино для регистрации частиц использовалась ядерная фотоэмульсия — чередование вольфрамовых пластин для замедления нейтрино с фоточувствительной эмульсией. В предыдущих экспериментах на БАК были детектированы шесть частиц-кандидатов на роль высокоэнергетических нейтрино. Третий запуск БАК в 2022 году с повышенной яркостью дал настолько много данных, что их статистическая значимость превысила 16 сигм при требуемом уровне достоверности 5 сигм.
Иначе говоря, сомнения в детектировании на БАК высокоэнергетических нейтрино при таких условиях стремятся к нулю. Тем самым БАК стал инструментом, который полностью воспроизводит весь спектр известных современной физике элементарных частиц, включая бозон Хиггса, ради поиска которого, собственно, Большой адронный коллайдер и строился. Чтобы не останавливать эксперименты на БАК, планировалось приостановить работу других ускорителей в комплексе, но теперь озвучено иное решение. Согласно ранее утверждённым планам по проведению экспериментов на БАК, остановка самого главного ускорителя ЦЕРН должна была произойти 13 декабря. Согласно изменённому плану, остановка БАК начнётся 28 ноября.
При этом под вопросом остаётся возможность запустить БАК в марте 2023 года. Чем закончится эта зима для Европы, сегодня сказать невозможно, поэтому перенос экспериментов может произойти не только этой осенью, но также весной. В этой связи напомним, что учёные начали призывать к «озеленению» фундаментальной науки.
Еще в 1977 году, в момент обсуждения БЭП, Джон Адамс, директор ЦЕРН в то время, предлагал сделать туннель шире, и разместить там сразу оба ускорителя — и электрон-позитронный, и адронный. Однако, совет, принимающий итоговые решения, эту идею отклонил, и в 1981 году был утвержден проект Большого электрон-позитронного коллайдера.
Этому времени принадлежит ряд знаменательных экспериментов, таких как подтверждение предсказанных масс переносчиков слабого взаимодействия — W- и Z-бозонов, а также измерение различных параметров Стандартной модели с беспрецедентной точностью. И уже в 1984 году была проведена конференция «Большой адронный коллайдер в туннеле LEP», посвященная вопросу строительства нового коллайдера после прекращения работы предшественника. Large Hadron Collider , при помощи которого планировалось достигнуть суммарной энергии сталкивающихся частиц в 14 тераэлектронвольт, то есть в сто раз большей, чем развивал Большой электрон-позитронный коллайдер. В 1992 году была проведена встреча, посвященная научной программе Большого адронного коллайдера: всего было получено двенадцать заявок на различные эксперименты, которые могли бы быть построены на месте четырех точек столкновения пучков. Сооружение Большого адронного коллайдера началось в 2000 году, а первые пучки были получены уже в 2008 году: с тех пор и по сей день, помимо планового отключения, LHC в рабочем режиме ускоряет частицы и набирает данные.
Россия в ЦЕРН Российская Федерация с 1993 года является страной-наблюдателем в ЦЕРН, что дает право ее представителями присутствовать на заседаниях, но не дает права голосовать при принятии важных решений. В 2012 году от имени Правительства РФ было внесено заявление о намерении вступления Российской Федерации в ассоциированные члены ЦЕРН, которое на настоящий момент не было поддержано. Всего в проектах ЦЕРН участвует около 700 российских ученых из двенадцати научных организаций, таких как Объединенный институт ядерных исследований, Российский научный центр «Курчатовский институт», Институт ядерных исследований Российской академии наук и Московский государственный университет имени М. Инжекционная цепь Большого адронного коллайдера Как выгодно ускорять частицы? Схема работы Большого адронного коллайдера состоит из множества этапов.
Перед тем как попасть непосредственно в БАК, частицы проходят ряд стадий пред-ускорения: таким образом набор скорости происходит быстрее и при этом с меньшими затратами энергии. Сначала в линейном ускорителе LINAC2 протоны или ядра достигают энергии в 50 мегаэлектронвольт; затем они поочередно попадают в бустерный синхротрон PSB , протонный синхротрон PS и протонный суперсинхротрон SPS , и на момент инжекции в коллайдер итоговая энергия частиц составляет 450 гигаэлектронвольт. Помимо основных четырех экспериментов в тоннеле Большого адронного коллайдера, предускорительная система является площадкой для более чем десяти экспериментов, которым не требуется столь большая энергия частиц. Поиски частицы Бога и новой физики Еще в самом начале, на этапе разработки, была заявлена претенциозная научная программа Большого адронного коллайдера. В первую очередь, вследствие указаний, полученных на БЭП, планировался поиск бозона Хиггса — еще гипотетической в то время составляющей Стандартной модели, отвечающей за массу всех частиц.
Григорий Трубников: «Цель вот таких экспериментов на таких проектах — узнать, глубже понять фундаментальные законы строения материи. Это самое главное. Что потом с ними дальше делать, обязательно кто-то придумает. Даже не сомневайтесь. Может быть, в мирном, а может, не совсем в мирном русле». Ученый также успокоил тех, кто опасается, что в результате подобных экспериментов может возникнуть «черная дыра, которая всех нас засосет». Это невозможно по той причине, что эксперимент проводится в земных условиях. Григорий Трубников: «Тут на Земле нет гигантских искусственных плотностей, которые есть, например, в нейтронной звезде, где, если взять полулитровую бутылку и наполнить ее веществом из нейтронной звезды, она будет весить 350 миллиардов тонн. Это гораздо больше, чем наша Земля и много таких подобных планет. Таких условий у нас здесь в принципе создать невозможно».
Еще одной темой беседы стали отношения российских ученых с зарубежными коллегами, в том числе из покидающих совместные проекты стран. Григорий Трубников: «Человеческие контакты, я называю это цеховая солидарность, остались. И я теми, с кем у меня совместные публикации, что в Германии, что в Штатах, что в других странах, спокойно общаюсь. Но они общаются, к сожалению, очень как бы сдержанно и ограничено, и не с корпоративных адресов, а с личных.