Collider Neišleistas! Lhc Netrukus Pasieks Savo Žingsnį

{h1}

Pirmą kartą lhc netrukus pasieks tikslinę energiją ir galbūt daugiau. „fermilab“ mokslininkas don lincoln atskleidžia, kokį nervingą energijos lygį mes matysime, ir tai, kaip neįtikėtinai ryškios šviesos gali atsakyti į esminius klausimus apie

Don Lincoln yra vyriausiasis mokslininkas JAV Energetikos departamento „Fermilab“ - didžiausioje JAV „Large Hadron Collider“ tyrimų įstaigoje. Jis taip pat rašo apie mokslą visuomenei, įskaitant jo neseniai išleistą „Didįjį hadronų susidūrėją: nepaprastą Higso Bosono istoriją ir kitus dalykus, kurie užpūs jūsų mintis“ (Johns Hopkins University Press, 2014). Galite sekti juo „Facebook“. Čia nuomonės yra jo paties. Linkolnas pateikė šį straipsnį „WordsSideKick.com“ ekspertų balsams: „Op-Ed & Insights“.

Jei esate mokslo grupės narys ir nenorėtumėte nieko geriau, nei kad būtų panaikinta kertinė mokslinė teorija ir pakeista kažkuo naujesniu ir geresniu, tada 2016-ieji galbūt bus jūsų metai. Didžiausias pasaulyje kietųjų dalelių greitintuvas „Large Hadron Collider“ (LHC) atnaujina operacijas po pertraukos žiemos mėnesiais, kai Prancūzijoje elektros kaina yra didžiausia.

Taigi kodėl LHC grįžta internete? Taip yra todėl, kad šiais metais akseleratorius veiks tuo metu, kai artės jo projektavimo specifikacijos. Mokslininkai sudaužys benzino pedalą į grindis, plačiai atmerks ugnies žarną, nugaruos stiprintuvo mygtuką vienuolika ar išpildys bet kokią jums metaforą. Šie metai yra pirmieji tikrieji visos apimties LHC operacijų metai.

Dalelių sutriuškintojas atgimė

Dabar, jei jūs iš tikrųjų yra mokslo grupei, jūs žinote, kas yra LHC, ir tikriausiai girdėjote apie kai kuriuos jos pasiekimus. Jūs žinote, kad jis kartu sudužo du protonų pluoštus, judančius beveik šviesos greičiu. Jūs žinote, kad LHC naudojantys mokslininkai rado Higso bozoną. Jūs žinote, kad šis stebuklas yra didžiausias kada nors sukurtas mokslinis prietaisas.

Taigi, kas dabar skiriasi? Na, grįžkime atgal į 2008 metus, kai LHC išplatino savo pirmąsias sijas. Tuo metu svarbiausias pasaulyje dalelių greitintuvas buvo JAV energetikos departamento „Fermilab Tevatron“, kuris susidūrė su pluoštais, siekdamas 2 trilijonus elektronų voltų (TeV) energijos ir kurio šviesos spindulys buvo apie 2 × 10.32 cm-2 s-1. Techninis pluošto ryškumo terminas yra „momentinis ryškumas“ ir iš esmės tai yra tankis. Tiksliau, kai spindulys eina per taikinį, momentinis ryškumas (L) yra dalelių skaičius per sekundę pluošte, praleidžiančiame vietą (ΔNB/ Δt), padalytą iš pluošto ploto (A), padaugintą iš taikinių skaičiaus (NT), L = ΔNB/ Δt × (1 / A) × NT. (Ir taikinys gali būti kitas spindulys.)

Paprasčiausia analogija, padėsianti suprasti šį kiekį, yra šviesos šaltinis ir padidinamasis stiklas. Galite padidinti šviesos „ryškumą“ padidindami šviesos šaltinio ryškumą arba sufokusuodami šviesą labiau. Panašiai yra ir su sija. Akimirksnį šviesumą galite padidinti padidindami pluošto ar tikslinių dalelių skaičių arba sukoncentruodami spindulį į mažesnį plotą.

LHC buvo pastatytas siekiant pakeisti „Tevatron“ ir sutrumpinti tos mašinos jau įspūdingus eksploatacinius numerius. Naujas akceleratorius buvo suprojektuotas taip, kad būtų galima susidurti su pluoštais, kai susidūrimo energija yra 14 TeV, o spindulio ryškumas - momentinis ryškumas - ne mažesnis kaip 100 × 10.32 cm-2 s-1. Taigi pluošto energija turėjo būti septynis kartus didesnė, o spindulio ryškumas padidės nuo 50 iki 100 kartų.

Deja, 2008 m. LHC buvo aptikta projektavimo trūkumų, kai elektros trumpasis įrenginys padarė didelę žalą, todėl remontuoti reikėjo dvejų metų. Be to, kai LHC iš tikrųjų veikė, 2010 m. Jis veikė perpus mažiau nei projektinė energija (7 TeV) ir spindulio ryškumas iš esmės buvo toks pat kaip „Fermilab Tevatron“. Mažesnė energija turėjo suteikti didelę saugos ribą, nes projektavimo trūkumas buvo tik pataisytas, o ne visiškai iš naujo pakeistas.

Padėtis pagerėjo 2011 m., Kai šviesos ryškumas padidėjo net 30 × 1032 cm-2 s-1, nors ir su ta pačia pluošto energija. 2012 m. Spinduliuotės energija buvo padidinta iki 8 TeV, o spindulio ryškumas vis dar buvo didesnis, pasiekęs maždaug 65 × 1032 cm-2 s-1.

LHC buvo uždarytas 2013 ir 2014 m., Kad būtų galima pritaikyti akceleratorių, kad būtų galima saugiau važiuoti arčiau projektavimo specifikacijų. Modernizavimą daugiausia sudarė papildomos pramoninės saugos priemonės, leidžiančios geriau kontroliuoti LHC elektros srovę. Tai padeda užtikrinti, kad nėra elektrinių šortų ir ar yra pakankamai oro. Ventiliacija neužtikrina katastrofiškų LHC magnetų (kurie valdo sijas) plyšimo tuo atveju, jei kriogeniniai skysčiai - helis ir azotas - magnetuose sušyla ir virsta dujomis. 2015 m. LHC atnaujino veiklą, šį kartą esant 13 TeV ir esant 40 × 10 spindulio ryškumui32 cm-2 s-1.

Taigi, ko tikimasi 2016 m.

LHC veiks esant 13 TeV ir spindulio ryškumui, kuris, tikimasi, priartės prie 100 × 1032 cm-2 s-1 ir galbūt net šiek tiek viršyti tą ženklą. Iš esmės LHC veiks pagal projekto specifikacijas.

Be to, 2016 m. Įvyks techninis pakeitimas. LHC pluoštuose esantys protonai bus tolygiau pasiskirstę aplink žiedą, taigi sumažės vienu metu susiduriančių protonų skaičius, todėl bus geresni duomenys, kuriuos lengviau suprasti.

Techniniu lygmeniu tai savotiškai įdomu. Dalelių pluoštas nėra tolygus kaip lazerio spindulys ar vanduo, išeinantis iš žarnos. Vietoj to, pluoštas gaunamas iš poros tūkstančių skirtingų „kekių“. Krūva atrodo šiek tiek kaip nevirtų spagečių lazdelė, išskyrus tai, kad ji yra maždaug pėdos ilgio ir daug plonesnė - maždaug 0,3 milimetro. Šie kekės važiuoja didžiuliu 16 mylių ilgio (27 kilometrų) apskritimu, kuris yra LHC, o kiekviena kekė nuo kitų kekių yra atskirta atstumu, kuris (iki šiol) buvo maždaug 50 pėdų (15 metrų).

Techninis pakeitimas 2016 m. - priimti tą patį pluošto protonų skaičių (maždaug 3 × 1014 protonus) ir padalykite juos į 2 808 ryšulius, atskirtus ne 50 pėdų, bet 25 pėdų (7,6 m). Tai padvigubina kekių skaičių, bet per pusę sumažina protonų skaičių kiekvienoje kekėje. (Kiekvienoje puokštėje yra apie 10 kg)11 protonai.)

Kadangi LHC turi tą patį protonų skaičių, bet yra padalintas į daugiau kekių, tai reiškia, kai du kekės kerta ir susiduria detektoriaus centre, pervažiavimuose būna mažiau susidūrimų. Kadangi dauguma susidūrimų yra nuobodūs ir reikalauja mažai energijos, turėdami daug jų tuo pačiu metu, kai įvyks įdomus susidūrimas, tik sutriks duomenys.

Idealiu atveju norėtumėte, kad būtų tik įdomus susidūrimas ir nebūtų vienu metu nuobodu. Šis pakeitimas atstumu nuo 50 pėdų iki 25 pėdų keičiant duomenų rinkimą priartėja prie idealaus.

Šviečiančios sijos

Kitas svarbus dizaino elementas yra integruota sija. Sijos ryškumas (momentinis šviesumas) yra susijęs su protonų susidūrimų per sekundę skaičiumi, o integruotas pluoštas (integruotas šviesumas) yra susijęs su bendru susidūrimų skaičiumi, įvykstančiu, kai du priešingai besisukantys pluoštai nuolat praeina per detektorių. Integruotas ryškumas yra tai, kas pridedama per dienas, mėnesius ir metus.

Integruoto šviesumo vienetas yra pb-1. Šis mazgas yra šiek tiek painus, bet ne toks blogas. „B“, esantis „pb“, žymi tvartą (daugiau apie tai akimirką). Svirnas yra 10-24 cm2. Piknikas (pb) yra 10-36 cm2. Terminas „tvartas“ yra ploto vienetas ir kilęs iš kito dalelių fizikos termino, vadinamo skerspjūviu, kuris susijęs su tuo, kaip tikėtina, kad dvi dalelės sąveikaus ir sukels specifinį rezultatą. Du objektai, kurių efektyvus plotas yra didelis, lengvai sąveikaus, o objektai, kurių efektyvus plotas yra mažas, sąveikaus retai.

Objektas, kurio plotas yra tvartas, yra 10 ilgio kvadratas-12 cm. Tai yra maždaug urano atomo branduolio dydis.

Antrojo pasaulinio karo metu Indianos Purdue universiteto fizikai dirbo su uranu ir saugumo sumetimais jiems reikėjo užmaskuoti savo darbą. Taigi jie sugalvojo terminą „tvartas“, apibrėždami jį kaip urano branduolio dydžio plotą. Atsižvelgiant į tai, kokia ši sritis yra branduolinių ir dalelių fizikų akivaizdoje, Purdue mokslininkai pasirinko frazę „toks didelis kaip tvartas“. Šviesos pasaulyje, kurio vienetai yra (1 / tvartas), maži skaičiai reiškia didesnį ryškumą.

Ši tendencija išryškėja dėl integruoto šviesumo, kuris kasmet pastebimas LHC, kai mokslininkai pagerino savo galimybes valdyti akceleratorių. Integruotas šviesumas 2010 m. Buvo 45 pb-1. 2011 ir 2012 metais jis buvo 6 100 svarų-1 ir 23 300 pb-1, atitinkamai. Laikui bėgant akseleratorius važiavo patikimiau, todėl buvo užfiksuota daug daugiau susidūrimų.

Kadangi akseleratorius buvo perkonfigūruotas išjungiant 2013– 2014, 2015 m. Šviesumas buvo mažesnis - jis pasiekė 4 200 pb-1, nors, žinoma, esant daug didesnei sijos energijai. 2016 m. Prognozė gali būti net 35 000 pb-1. Prognozuojamas padidėjimas tik parodo padidėjusį greitintuvo operatorių pasitikėjimą savo galimybėmis eksploatuoti objektą.

Tai reiškia, kad 2016 m. Iš tikrųjų galėtume įrašyti aštuonis kartus daugiau duomenų nei 2015 m. Ir tikimasi, kad 2017 m. Rezultatai bus dar geresni.

Apšviečiamas naujas mokslas

Pagalvokime, ką reiškia šie patobulinimai. Kai LHC pirmą kartą susidūrė su sijomis, 2010 m., Dar reikėjo pastebėti Higso bozoną. Kita vertus, dalelė jau buvo nuspėta, ir buvo rimtų netiesioginių įrodymų, kad tikimasi, jog Higgsas bus aptiktas. Ir be jokios abejonės reikia pripažinti, kad Higso bozono atradimas buvo didžiulis mokslo triumfas.

Tačiau patvirtinant anksčiau numatytas daleles, kad ir koks įspūdingas jis yra, ne todėl LHC buvo pastatytas.

Dabartinė mokslininkų kietųjų dalelių pasaulio teorija vadinama standartiniu modeliu, ji buvo sukurta septintojo dešimtmečio pabaigoje, prieš pusę amžiaus. Nors tai yra nepaprastai sėkminga teorija, žinoma, kad joje yra skylių. Nors tai paaiškina, kodėl dalelės turi masę, tai nepaaiškina, kodėl kai kurios dalelės turi didesnę masę nei kitos. Tai nepaaiškina, kodėl yra tiek daug pagrindinių dalelių, atsižvelgiant į tai, kad norint sudaryti įprastą atomų, šuniukų ir picų reikalą, reikia tik saujelės jų. Tai nepaaiškina, kodėl visata susideda tik iš materijos, kai teorija numato, kad materija ir antimaterija turėtų egzistuoti vienodais kiekiais. Tai neidentifikuoja tamsiosios materijos, kuri yra penkis kartus labiau paplitusi nei paprastosios materijos, todėl būtina paaiškinti, kodėl galaktikos sukasi taikliai ir nesisklaido.

Jei esate aktualus ekspertas - tyrėjas, verslo vadovas, autorius ar novatorius - ir norėtumėte prisidėti prie opuso, rašykite mums čia.

Jei esate aktualus ekspertas - tyrėjas, verslo vadovas, autorius ar novatorius - ir norėtumėte prisidėti prie opuso, rašykite mums čia.

Kai suprantate, standartinis modelis nepaaiškina daug. Ir nors yra daugybė idėjų apie naujas ir patobulintas teorijas, kurios galėtų ją pakeisti, idėjos yra pigios. Triukas - išsiaiškinti, kuri idėja yra teisinga.

Štai kur yra LHC. LHC gali ištirti, kas atsitiks, jei mes susidursime su vis sunkesnėmis sąlygomis. Naudojant Einšteino lygtį E = mc2, galime pamatyti, kaip tik LHC pasiekiamos didelio susidūrimo energijos virsta materijos formomis, kurių dar niekad nemačiau. Galime išsiaiškinti LHC duomenis, kad rastume įkalčių, kurie nukreiptų mus teisinga linkme, kad tikimės išsiaiškinti kitą didesnę ir efektyvesnę teoriją. Galime žengti dar vieną žingsnį link savo galutinio tikslo - surasti visko teoriją.

Dabar, kai LHC veikia iš esmės projektavimo technikoje, mes pagaliau galime naudoti aparatą tam, kam mes jį sukūrėme: tyrinėti naujas sritis, tirti dar niekad nematytus reiškinius ir pavogti eilutę iš mano mėgstamos televizijos laidos, „drąsiai eiti kur anksčiau niekas nebuvo ėjęs “. Mes, mokslininkai, džiaugiamės. Mes apsnūdę. Esame pumpuojami. Tiesą sakant, yra tik vienas būdas išreikšti, kaip mes vertiname šiuos artėjančius metus:

Pasirodymo metas.

Pažvelkite į tai, kaip veikia „lightabers“, kodėl supercolliders neršia juodosios skylės ir dar daugiau Dono Linkolno „Expert Voices“ nukreipimo puslapis.

Sekite visas „Expert Voices“ problemas ir diskusijas - ir tapkite diskusijos dalimi „Facebook“, „Twitter“ ir „Google+“. Išreikštos autoriaus nuomonės ir nebūtinai atspindinčios leidėjo nuomones. Ši straipsnio versija iš pradžių buvo paskelbta „WordsSideKick.com“.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Giliavandenių Ekspedicijų Zondai - Tektoninės Plokštės
Giliavandenių Ekspedicijų Zondai - Tektoninės Plokštės

Ką Daryti, Jei Žemė Pradėjo Suktis Atgal?
Ką Daryti, Jei Žemė Pradėjo Suktis Atgal?

Mokslas Naujienos


„Tyrannosaurus Rex“: Faktai Apie T. Rexą, „Dinozaurų Karalių“
„Tyrannosaurus Rex“: Faktai Apie T. Rexą, „Dinozaurų Karalių“

Ar Mergaitei Galima Siūlyti? Jokiu Būdu, Tyrimas Rodo
Ar Mergaitei Galima Siūlyti? Jokiu Būdu, Tyrimas Rodo

Ar Didysis Hadronų Susidūrėjas Sunaikins Žemę?
Ar Didysis Hadronų Susidūrėjas Sunaikins Žemę?

Kodėl Negalime Gaminti Vandens?
Kodėl Negalime Gaminti Vandens?

Po To, Kai „Youtube“ Buvo Sugautas Havajų Lavos Srautas
Po To, Kai „Youtube“ Buvo Sugautas Havajų Lavos Srautas


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com