varati? to je prije fizika i tehnologija. od pitanje nije osobito ozbiljno, tada radim na detaljnim uputama. ALI zapamtite, proizvodnja hadronskih sudarača kažnjiva je zakonom, zrakom i ujutro.
Kratki vodič za izradu džepnog hadronskog sudarača za lutke.
Dakle, upozoravam vas - svojstva sudarača još uvijek nisu u potpunosti razumljiva, a gdje otprilike polovina energije sudara ide nepoznato. Zbog toga je sudarač zabranjen 2034. godine od strane Darth Jerohita. Zato izgradite kolajder na vlastitu odgovornost.
Pa, počnimo.
Prvo moramo nešto razjasniti - hadronski sudarači su nekoliko vrsta:
S poštovanjem - sudari sa naknadnom mogućnošću respektivizacije
Expanatory - borbeni sudarač s mogućnošću isteka.
Sa podtipom - novi model sudarača sa ugrađenim podtipom.
Marke Siemens najstrašniji su sudarivači, čija je proizvodnja strogo zabranjena, jer ova vrsta sudarača, bez nanošenja vanjskih oštećenja, direktno uništava ljudski mozak. Ovu vrstu sudarača izumio je Darth Jerohito u 5. stoljeću naše ere, tokom svog boravka u Istočnom Rimskom Carstvu. Kombinirajući kutiju za ulje, utrobu ogromnog borbenog robota i prljavi rupčić Chucka Norrisa, dobio je najjednostavniji Siemensov sudarač. Pokušavajući to isprobati, Dart je dronizirao mozak više od 20 milijuna ljudi na Zemlji (zemaljski smrtnici to su nazvali epidemijom kuge, a od tada su zemljani cijepljeni - proces koji bezbolno uklanja mozak i omogućava im postojanje bez njegove pomoći . Zato za većinu ljudi Siemens Collajderi "nisu opasni).
Tehnologija kućne proizvodnje
Odgovarajući mali sudarivači
To se radi vrlo jednostavno: uzima se plastična boca od 1,5 litara, rupa se spaljuje u donjem dijelu, na gornji dio stavlja se folija i probija iglom. (Posljednja radnja mora se ponoviti u ciklusu najmanje 3000 puta)
Ekspanativni sudarač
Tehnologija proizvodnje ekspratornog koлайra malo je složenija od tehnologije proizvodnje respektabilnog; trebat će vam kanta vode, škare, folija i plastična boca od 1,5 litara. Odrežite dno boce, stavite foliju na vrh, probušite je i sudarač je spreman.
Subsuperissed Collider
Podtip sudarača je najteži dio! Uzet je eksproprijacijski i respektabilan sudarač. Očistimo boce od svih vrsta smeća, začepimo rupe folijom, uzmemo cigaretu, zapalimo i zapalimo rupu na bočnoj površini kućišta našeg sudarača odozgo prema dolje. Sada, uz pomoć hašiša, možemo ubrzati naš mozak do brzine koja se približava brzini svjetlosti, gdje se kasnije stvaraju crne rupe.
Gorivo za kolajder
Svi sudarači navedeni u ovom pregledu rade na biogorivu. U pravilu je snabdjevač Centralna Azija. No, vlade mnogih zemalja ne spavaju zbog zabrane "privremenih prijelaza u druge svjetove" goriva za koliders pod velikim zabranama. Ova zabrana uvedena je preliminarnom zavjerom vlada mnogih zemalja s vanzemaljskom inteligencijom, jer su predstavnike izvanzemaljske inteligencije živcirali gastarbajteri-zemljani, koji su se pojavili u njihovim paralelnim svjetovima nakon upotrebe hadronskog sudarača.
Nastavit ću svoju priču o posjetu danu otvorenih vrata u CERN -u.
Dio 3. Računarski centar.
U ovom dijelu ću govoriti o mjestu gdje skladište i obrađuju ono što je proizvod rada CERN -a - rezultate eksperimenata. Reč je o računarskom centru, mada bi verovatno bilo ispravnije nazvati ga centrom podataka. Ali prvo ću se dotaknuti računarskih problema i pitanja skladištenja podataka u CERN -u. Svake godine samo veliki hadronski sudarač proizvodi toliko podataka da bi, zapisan na CD, bio hrpa visoka 20 kilometara. To je zbog činjenice da se tijekom rada sudarača zraci sudaraju 30 miliona puta u sekundi i pri svakom sudaru dolazi oko 20 događaja, od kojih svaki proizvodi veliku količinu informacija u detektoru. Naravno, ove informacije se prvo obrađuju u samom detektoru, zatim ulaze u lokalni računski centar i tek se tada prenose u glavni centar za skladištenje i obradu podataka. Međutim, svaki dan morate obraditi otprilike petabajt podataka. Ovome moramo dodati da se ti podaci ne moraju samo pohranjivati, već i distribuirati među istraživačkim centrima širom svijeta, a osim toga podržavati približno 4000 korisnika WiFi mreže u samom CERN -u. Treba dodati da u Mađarskoj postoji pomoćni centar za skladištenje i obradu podataka s kojim postoji veza od 100 gigabita. Istovremeno je unutar CERN -a položeno 35.000 kilometara optičkog kabla.
Međutim, računarski centar nije uvijek bio tako moćan. Fotografija prikazuje kako se korištena oprema mijenjala tokom vremena.
Sada je došlo do prelaska sa glavnih računara na mrežu konvencionalnih računara. Centar trenutno ima 90.000 procesorskih jezgara na 10.000 servera, koji rade 24 sata dnevno, 7 dana u sedmici. U prosjeku, 250.000 poslova obrade podataka istovremeno se izvodi na ovoj mreži. Ovaj računarski centar je na vrhuncu moderne tehnologije i često pokreće računarstvo i IT kako bi riješio probleme potrebne za pohranu i obradu tako velike količine podataka. Dovoljno je spomenuti da je World Wide Web izumio Tim Berners-Lee u zgradi nedaleko od računarskog centra (recite onim alternativno nadarenim idiotima koji, surfajući internetom, kažu da osnovne nauke nisu korisne).
Međutim, vratimo se na problem skladištenja podataka. Fotografija pokazuje da su u prije potopa podaci prethodno bili pohranjeni na magnetnim diskovima (da, da, sjećam se ovih 29 megabajtnih diskova na ES računaru).
Da vidim kako su stvari danas, odlazim u zgradu u kojoj se nalazi računarski centar.
Iznenađujuće, tamo nema baš puno ljudi, a ja uđem prilično brzo. Pokazuje nam se kratki film i vodi nas do zaključanih vrata. Naš vodič otvara vrata i nalazimo se u prilično velikoj prostoriji u kojoj se nalaze ormarići s magnetskim trakama na kojima se bilježe informacije.
Veći dio hodnika zauzimaju isti ormari.
Oni čuvaju oko 100 petabajta informacija (što je ekvivalent 700 godina Full HD videa) u 480 miliona datoteka. Zanimljivo je da približno 10.000 fizičara širom svijeta ima pristup ovim informacijama u 160 računarskih centara. Ove informacije sadrže sve eksperimentalne podatke iz 70 -ih godina prošlog stoljeća. Ako bolje pogledate, možete vidjeti kako se ove trake nalaze unutar ormara.
Neki stalci sadrže procesorske module.
Na stolu je mala izložba onoga što se koristi za skladištenje podataka.
Ovaj podatkovni centar troši 3,5 megavata električne energije i ima vlastiti dizelski generator u slučaju nestanka struje. Moram reći i o sistemu hlađenja. Nalazi se izvan zgrade i tjera hladan zrak ispod podignutog poda. Vodeno hlađenje se koristi samo na malom broju servera.
Ako pogledate u ormar, možete vidjeti kako dolazi do automatskog uzorkovanja i učitavanja traka.
Zapravo, ova dvorana nije jedina dvorana u kojoj se nalaze računari, ali činjenica da je posjetiteljima barem ovdje dozvoljeno već izaziva poštovanje prema organizatorima. Fotografirao sam ono što je bilo izloženo na stolu.
Nakon toga pojavila se druga grupa posjetitelja i zamoljeni smo da odemo. Snimim poslednju fotografiju i napuštam računarski centar.
U sljedećem dijelu govorit ću o radionicama u kojima se stvara i sastavlja jedinstvena oprema koja se koristi u fizičkim eksperimentima.
Mnogi obični stanovnici planete postavljaju sebi pitanje čemu služi Veliki hadronski sudarač. Većina nauka nerazumljiva naučna istraživanja, na koja je potrošeno mnogo milijardi eura, izazivaju oprez i zabrinutost.
Možda ovo uopće nije istraživanje, već prototip vremenske mašine ili portal za teleportaciju vanzemaljskih bića koji može promijeniti sudbinu čovječanstva? Glasine su najfantastičnije i najstrašnije. U ovom ćemo članku pokušati shvatiti što je hadronski sudarač i zašto je nastao.
Ambiciozan projekt čovječanstva
Veliki hadronski sudarač trenutno je najmoćniji akcelerator čestica na planeti. Nalazi se na granici Švicarske i Francuske. Tačnije, ispod njega: na dubini od 100 metara leži prstenasti tunel za ubrzavanje u dužini od gotovo 27 kilometara. Vlasnik poligona vrijednog 10 milijardi dolara je Evropski centar za nuklearna istraživanja.
Ogroman broj resursa i tisuće nuklearnih fizičara angažirani su na ubrzavanju protona i teških iona olova do brzina bliskih svjetlosti, u različitim smjerovima, a zatim ih guraju jedan protiv drugog. Rezultati direktnih interakcija se ispituju.
Prijedlog za stvaranje novog akceleratora čestica se vratio 1984. godine. Deset godina bilo je raznih rasprava o tome kako će hadronski sudarač izgledati, zašto je potreban tako veliki istraživački projekt. Tek nakon razgovora o značajkama tehničkog rješenja i potrebnim parametrima instalacije, projekt je odobren. Izgradnja je započela tek 2001. godine, dodjeljivanjem bivšeg akceleratora čestica, Velikog elektronsko-pozitronskog sudarača, za njegovu lokaciju.
Zašto je potreban veliki hadronski sudarač?
Interakcija elementarnih čestica opisana je na različite načine. Teorija relativnosti dolazi u sukob sa kvantnom teorijom polja. Karika koja nedostaje u pronalaženju jedinstvenog pristupa strukturi elementarnih čestica je nemogućnost stvaranja teorije kvantne gravitacije. Zbog toga je potreban snažni hadronski sudarač.
Ukupna energija pri sudaru čestica iznosi 14 teraelektronvolti, što uređaj čini mnogo snažnijim akceleratorom od svih postojećih u svijetu danas. Izvršivši eksperimente koji su ranije bili nemogući iz tehničkih razloga, naučnici će s velikim stepenom vjerovatnoće moći dokumentarno potvrditi ili opovrgnuti postojeće teorije mikrosvijeta.
Proučavanje kvark-gluonske plazme nastale pri sudaru jezgara olova omogućit će izgradnju savršenije teorije jakih interakcija, koja će moći radikalno promijeniti nuklearnu fiziku i zvjezdani prostor.
Higsov bozon
Još 1960. godine, fizičar iz Škotske Peter Higgs razvio je teoriju o Higsovom polju, prema kojoj čestice koje padaju u ovo polje podliježu kvantnom efektu, koji se u fizičkom svijetu može posmatrati kao masa objekta.
Ako je tijekom eksperimenata moguće potvrditi teoriju škotskog nuklearnog fizičara i pronaći Higgsov bozon (kvant), onda bi ovaj događaj mogao postati nova polazišna točka za razvoj stanovnika Zemlje.
Otvoreni gravitacijski menadžer višestruko će nadmašiti sve vidljive izglede za razvoj tehničkog napretka. Štaviše, napredne naučnike više ne zanima prisutnost Higgsovog bozona, već proces razbijanja elektroslabe simetrije.
Kako on radi
Kako bi eksperimentalne čestice postigle brzinu nezamislivu za površinu, gotovo jednaku u vakuumu, postepeno se ubrzavaju, svaki put povećavajući svoju energiju.
Prvo, linearni akceleratori ubrizgavaju olovne ione i protone, koji se zatim podvrgavaju postupnom ubrzanju. Čestice kroz pojačivač ulaze u protonski sinhrotron, gdje primaju naboj od 28 GeV.
U sljedećoj fazi čestice ulaze u super-sinhrotron, gdje se energija njihovog naboja dovodi do 450 GeV. Postigavši takve pokazatelje, čestice padaju u glavni višekilometarski prsten, gdje na posebno lociranim mjestima sudara detektori detaljno bilježe trenutak sudara.
Osim detektora koji mogu zabilježiti sve procese sudara, 1625 supravodljivih magneta koristi se za ograničavanje protonskih snopova u akceleratoru. Njihova ukupna dužina prelazi 22 kilometra. Posebno za postizanje održava temperaturu od -271 ° C. Cijena svakog takvog magneta procjenjuje se na milion eura.
Cilj opravdava sredstva
Za izvođenje ovako ambicioznih eksperimenata izgrađen je najmoćniji hadronski sudarač. Zašto je potreban znanstveni projekt vrijedan više milijardi dolara, mnogi naučnici govore čovječanstvu s neskrivenim oduševljenjem. Istina, u slučaju novih znanstvenih otkrića, najvjerojatnije će biti pouzdano klasificirani.
Možete čak i sa sigurnošću reći. To potvrđuje čitava istorija civilizacije. Kad je izumljen točak, pojavio se. Čovečanstvo je savladalo metalurgiju - zdravo, oružje i oružje!
Sva današnja najmodernija dostignuća postaju vlasništvo vojno-industrijskih kompleksa razvijenih zemalja, ali nipošto cijelog čovječanstva. Kada su naučnici naučili podijeliti atom, šta je bilo prvo? Nuklearni reaktori koji snabdijevaju električnom energijom, međutim, nakon stotina hiljada mrtvih u Japanu. Ljudi u Hirošimi nedvosmisleno su se protivili naučnom napretku koji je sutra oduzeo njima i njihovoj djeci.
Tehnički razvoj izgleda kao ismijavanje ljudi, jer će osoba u njemu uskoro postati najslabija karika. Prema teoriji evolucije, sistem se razvija i jača, rješavajući se slabosti. Uskoro se može pokazati da nam neće ostati mjesto u svijetu poboljšanja tehnologije. Stoga pitanje „zašto nam je sada potreban veliki hadronski sudarač“ zapravo nije prazna znatiželja, jer je uzrokovano strahom za sudbinu cijelog čovječanstva.
Na pitanja nema odgovora
Zašto nam je potreban veliki hadronski sudarač ako milioni na planeti umiru od gladi i neizlječivih, a ponekad i izlječivih bolesti? Hoće li on pomoći u prevladavanju ovog zla? Zašto je čovječanstvu potreban hadronski sudarač, koji uz sav razvoj tehnologije već više od stotinu godina nije u stanju uspješno se boriti protiv raka? Ili je možda samo isplativije pružati skupe medicinske usluge nego pronaći način liječenja? S obzirom na trenutni svjetski poredak i etički razvoj, samo je nekolicini pripadnika ljudske rase prijeko potreban veliki hadronski sudarač. Zašto je to potrebno cijelom stanovništvu planete, koje vodi neprestanu bitku za pravo na život u svijetu oslobođenom od zadiranja u nečiji život i zdravlje? Priča se šuti o ovome ...
Strahovi naučnih kolega
Postoje i drugi članovi naučne zajednice koji izražavaju ozbiljnu zabrinutost u pogledu sigurnosti projekta. Velika je vjerojatnost da bi znanstveni svijet u svojim eksperimentima, zbog ograničenog znanja, mogao izgubiti kontrolu nad procesima koji čak nisu ni pravilno proučeni.
Ovaj pristup podsjeća na laboratorijske eksperimente mladih kemičara - pomiješajte sve i vidite što će se dogoditi. Posljednji primjer mogao bi završiti eksplozijom u laboratoriji. A ako takav "uspjeh" zadesi hadronski sudarač?
Zašto Zemljanima treba neopravdan rizik, pogotovo jer eksperimentatori ne mogu sa punim povjerenjem reći da procesi sudara čestica, koji dovode do stvaranja temperatura koje prelaze temperaturu naše zvijezde 100 tisuća puta, neće uzrokovati lančanu reakciju čitavog pitanje planete ?! Ili će jednostavno nazvati nekoga sposobnog da fatalno upropasti odmor u planinama Švicarske ili na Francuskoj rivijeri ...
Informaciona diktatura
Zašto nam je potreban veliki hadronski sudarač kada čovječanstvo ne može riješiti manje složene probleme? Pokušaj potiskivanja alternativnog mišljenja samo potvrđuje mogućnost nepredvidljivosti toka događaja.
Vjerojatno je tamo gdje se osoba prvi put pojavila ta dvojna osobina bila ugrađena u njega - da čini dobro i nanosi štetu sebi u isto vrijeme. Možda će odgovor dati otkrića koja će hadronski sudarač dati? Zašto je ovaj rizični eksperiment bio potreban, odlučit će naši potomci.
Prije godinu dana, u sklopu festivala Spring of Science, koji se održava u Liegeu, moja supruga i ja smo konstruirali mehanički model sudarača sa elementarnim česticama. Ovo je vrlo jednostavan model u kojem se metalne kugle kotrljaju, sudaraju i razlijeću. Ali može se koristiti za demonstraciju desetak fizičkih pojava koje se javljaju u stvarnim akceleratorima i detektorima. Demonstracija modela školarcima prošla je uz prasak, nakon objašnjenja sami su se popeli da lansiraju loptice i registriraju sudar.
Sada sam konačno došao do toga da ga slikam na djelu i ispričam šta se zanimljivo može pokazati pomoću njega.
Naš mehanički model sastoji se od cijevi od pleksiglasa u obliku slova C, pametno oblikovanog metalnog umetka, dva utora koji kroz prozore vode u cijev i pladnja sa sitnim pijeskom koji djeluje kao detektor. Ako se dvije loptice istodobno otpuste, tada će se, otkotrljavši se po utorima i poletjeti u prsten, sudariti u središte metalnog dijela, izletjeti i izvući tragove u tankom sloju pijeska.
Svi ovi fenomeni su čisto mehanički, nema struje, nema magnetizma, nema virtualne simulacije sudara. Uprkos naizgled primitivnosti, ovaj model pleni svojom "autentičnošću". Svi se fenomeni događaju pred našim očima, opipljivi su - pa ipak, donekle su slični procesima u stvarnim sudarima elementarnih čestica.
Tehnički detalji
Ako netko želi sam napraviti sličan model, evo nekoliko komentara i savjeta.
1) Najteži dio za proizvodnju je cijev. Naručili smo ga od kompanije koja savija cijevi od pleksiglasa. Glavna poteškoća je učiniti unutrašnju površinu glatkom i ujednačenom, bez bora. S takvim omjerom radijusa cijevi i radijusa savijanja, pokazalo se da to nije tako jednostavno, kompanija to nije učinila iz prvog pokušaja. Na primjer, postavljam crtež cijevi sa parametrima koje sam tražio od kompanije. Naravno, možete napraviti cijev od nečega drugog, samo se morate pobrinuti da materijal bude dovoljno čvrst - inače se lopta neće dugo kotrljati (na našem modelu čini 3-4 okreta, to je dovoljno za demonstraciju).
2) U blizini mjesta sudara, cijev bi trebala biti što je moguće ravna kako bi čestice mogle bočno letjeti bez odskoka. Stoga je središnji dio izrađen u obliku metalnog umetka, koji isprva slijedi zakrivljenost cijevi i ispravlja se do središta. Budući da je nerealno unaprijed izračunati sve parametre, morate sebi dati slobodu djelovanja za konfiguriranje ovog odjeljka. Osim toga, potrebno je paziti da na spoju cijevi i umetka nema koraka.
3) Opet, teško je unaprijed izračunati pod kojim kutom i kojom brzinom bi loptice trebale letjeti u cijev kako bi izašle na dobru putanju i ne izletjele u središnji dio. I ovdje morate sebi dati slobodu manevriranja, i po visini i pod kutom. Za to smo koristili čičak na krajevima oluka, na njihovom držaču i na prozorima cijevi.
Veliki hadronski sudarač u Švicarskoj najpoznatiji je akcelerator na svijetu. Tome je uvelike olakšala galama koju su svjetska zajednica i novinari podigli oko opasnosti ovog naučnog projekta. Mnogi vjeruju da je ovo jedini sudarač na svijetu, ali to nije tako. Osim Tevatrona zatvorenog u Sjedinjenim Državama, u svijetu trenutno postoji pet radnih sudarača.
U Americi, u Brookhaven laboratoriji, radi akcelerator RKTI (Relativistic Heavy Ion Collider), koji je počeo s radom 2000. godine. Za puštanje u rad bile su potrebne investicije od 2 milijarde dolara. Osim čisto teorijskih eksperimenata, fizičari koji rade u RHIC -u razvijaju i prilično praktične projekte. Među njima:
- uređaj za dijagnosticiranje i liječenje raka (koriste se usmjereni ubrzani protoni);
- upotreba snopova teških jona za stvaranje filtera na molekularnom nivou;
- razvoj sve učinkovitijih uređaja za skladištenje energije, što otvara nove perspektive u korištenju solarne energije.
Sličan akcelerator teških jona gradi se u Dubni u Rusiji. Na ovom NICA sudaraču ruski fizičari namjeravaju proučavati kvark-gluonsku plazmu.
Sada ruski naučnici provode istraživanje na INP-u, gdje se nalaze dva sudarača odjednom-VEPP-4M i VEPP-2000. Njihov budžet je 0,19 milijardi dolara za prvu, a 0,1 za drugu. Prva ispitivanja na VEPP-4M započela su davne 1994. godine. Ovdje je razvijena tehnika za mjerenje mase promatranih elementarnih čestica s najvećom točnošću u cijelom svijetu. Osim toga, INP je jedini institut na svijetu koji sam zarađuje novac za temeljna istraživanja u oblasti fizike. Naučnici ovog instituta razvijaju i prodaju opremu za akceleratore drugim državama koje žele imati vlastite eksperimentalne pogone, ali nemaju takav razvoj.
1999. godine, Daphne sudarač lansiran je u laboratoriju Frascatti (Italija), njegova cijena je bila približno 1/5 milijardi dolara, a maksimalna snaga 0,51 TeV. Bio je to jedan od prvih akceleratora velike energije; uz pomoć samo jednog eksperimenta na njemu je dobiveno više od sto tisuća hiperiona (atomskih čestica). Zbog toga je Daphne prozvana tvornicom čestica ili f-tvornicom.
Dvije godine prije lansiranja LHC -a, 2006. godine, Kina je lansirala vlastiti kolajder VERS II, kapaciteta 2,5 TeV. Troškovi ove izgradnje bili su na najnižim vrijednostima od 0,08 milijardi dolara. Ali za budžet ove zemlje u razvoju, takav iznos je bio značajan; kineska vlada je dodijelila ova sredstva, shvativši da je razvoj moderne industrije nemoguć bez razvoja osnovnih grana nauke. Utoliko je hitnije ulaganje u ovo područje eksperimentalne fizike u svjetlu iscrpljivanja prirodnih resursa i sve veće potražnje za energetskim resursima.
Učitavanje ...