csal? ez inkább fizika és technológia. mivel a kérdés nem különösebben komoly, akkor kidolgozom a részletes instrukciókat. DE ne feledje, a hadronütköztetők gyártását törvény bünteti, légi úton és reggel is.
Egy gyors útmutató egy zsebhadronütköztető elkészítéséhez dummies számára.
Tehát, figyelmeztetlek, az ütköző tulajdonságai még mindig nem teljesen ismertek, és az ütköző energiájának körülbelül a fele nem ismert. Emiatt az ütközőt 2034-ben Darth Jerohito betiltotta. Tehát saját felelősségére építse meg az ütközőt.
Nos, kezdjük.
Először is tisztáznunk kell valamit – a hadronütköztetőknek többféle típusa van:
Tiszteletteljes - ütközik a későbbi respektivizálás lehetőségével
Expanatory - egy harci ütköztető a lejárat lehetőségével.
Altípussal - új ütköztető modell beépített altípussal.
A Siemens márkák a legszörnyűbb ütköztetők, amelyek gyártása szigorúan tilos, mivel az ilyen típusú ütköztetők anélkül, hogy bármilyen külső károsodást okoznának, közvetlenül tönkreteszik az emberi agyat. Ezt a típusú ütközőt Darth Jerohito találta fel a Kr.u. 5. században, a Kelet-Római Birodalomban való tartózkodása alatt. Egy olajdoboz, egy hatalmas harci robot belsősége és Chuck Norris piszkos zsebkendőjének egyesítésével a legegyszerűbb Siemens ütköztetőt kapta. Megpróbálta kipróbálni, Dart több mint 20 millió ember agyát hadronizálta a Földön (a földi halandók pestisjárványnak nevezték, és azóta a földieket beoltották – ez a folyamat fájdalommentesen eltávolítja az agyat, és lehetővé teszi számukra, hogy segítsége nélkül létezzenek. Ezért a legtöbb ember számára a Siemens ütköztetők „nem veszélyesek”.
Otthoni gyártási technológia
Érzékeny kis ütköztetők
Nagyon egyszerűen elkészíthető: veszünk egy 1,5 literes műanyag flakont, az alsó részen lyukat égetünk, a felső részre fóliát teszünk, és tűvel átszúrjuk. (Az utolsó műveletet egy ciklusban legalább 3000-szer meg kell ismételni)
Expanatory Collider
Az expraatory colider gyártásának technológiája kicsit bonyolultabb, mint a tekintélyes gyártási technológiáé, szükség lesz egy vödör vízre, ollóra, fóliára és egy 1,5 literes műanyag palackra. Vágjuk le az üveg alját, tegyük rá a fóliát, szúrjuk ki, és kész is az ütköző.
Felügyelt Collider
Az altípus ütköztető a legnehezebb rész! Kifejező és tekintélyes ütköztetőt vesznek. A palackokat megtisztítjuk minden entoy szeméttől, a lyukakat betömjük fóliával, előveszünk egy cigarettát, rágyújtunk és lyukat égetünk a sub-top-down ütköztetőnk házának oldalfelületén. Most a hasis üzemanyag segítségével felgyorsíthatjuk agyunkat a fénysebességet megközelítő sebességre, ahol ezt követően fekete lyukak keletkeznek.
Ütköző üzemanyag
A jelen áttekintésben felsorolt összes ütköztető bioüzemanyaggal működik. Általában Közép-Ázsia a szállítója. De sok ország kormánya nem alszik, mert egy nagy tilalom értelmében betiltották az "ideiglenes átmenetet más világokra" üzemanyaggal. Ezt a tilalmat számos földönkívüli intelligenciával rendelkező ország kormányának előzetes összeesküvése vezette be, mivel a földönkívüli intelligencia képviselőit bosszantották a hadronütköztető alkalmazása után párhuzamos világukban megjelenő vendégmunkások-földiek.
Folytatom a CERN-i nyílt nap látogatásával kapcsolatos történetemet.
3. rész Számítástechnikai központ.
Ebben a részben arról lesz szó, hogy hol tárolják és dolgozzák fel azt, ami a CERN munkájának terméke - a kísérletek eredményei. Számítási központról lesz szó, bár valószínűleg helyesebb lenne adatközpontnak nevezni. Először azonban érintem a CERN számítási és adattárolási kérdéseit. A Large Hadron Collider önmagában minden évben annyi adatot termel, hogy ha CD-re írnák, akkor 20 kilométeres verem lenne. Ez annak köszönhető, hogy az ütköző működése során a nyalábok másodpercenként 30 milliószor ütköznek össze, és minden ütközés körülbelül 20 eseményt okoz, amelyek mindegyike nagy mennyiségű információt állít elő a detektorban. Természetesen ezeket az információkat először magában a detektorban dolgozzák fel, majd bejutnak a helyi számítástechnikai központba, és csak ezt követően továbbítják a fő adattároló és feldolgozó központba. Azonban naponta nagyjából egy petabájt adatot kell feldolgoznia. Ehhez hozzá kell tennünk, hogy ezeket az adatokat nem csak tárolni kell, hanem szét is kell osztani a világ kutatóközpontjai között, és ezen felül magában a CERN-ben is támogatni kell hozzávetőleg 4000 WiFi hálózat felhasználót. Hozzá kell tenni, hogy Magyarországon van egy kiegészítő adattároló és feldolgozó központ, amellyel 100 gigabites kapcsolat van. Ezzel egy időben 35 000 kilométer optikai kábelt fektettek le a CERN-ben.
A számítógépes központ azonban nem volt mindig ilyen erős. A képen látható, hogyan változtak a használt berendezések az idők során.
Most megtörtént az átállás a nagyszámítógépekről a hagyományos PC-k gridjére. A központban jelenleg 90 000 processzormag található 10 000 szerverben, amelyek a nap 24 órájában, a hét 7 napján működnek. Átlagosan 250 000 adatfeldolgozási feladat fut egyidejűleg ezen a rácson. Ez a számítástechnikai központ a modern technológia csúcsán van, és gyakran előremozdítja a számítástechnikát és az informatikát, hogy megoldja az ilyen nagy mennyiségű adat tárolásához és feldolgozásához szükséges problémákat. Elég csak megemlíteni, hogy a világhálót Tim Berners-Lee találta fel egy épületben, nem messze a számítástechnikai központtól (mondjuk azoknak az alternatív tehetséges idiótáknak, akik az interneten böngészve azt mondják, hogy az alaptudomány nem hasznos).
Visszatérve azonban az adattárolás problémájához. A képen látható, hogy az özönvíz előtti időkben az adatokat korábban mágneslemezeken tárolták (Igen, igen, emlékszem ezekre a 29 megabájtos lemezekre egy ES számítógépen).
Hogy megnézzem, hogy állnak a dolgok ma, elmegyek ahhoz az épülethez, ahol a számítástechnikai központ található.
Meglepő módon nem sokan vannak ott, és elég gyorsan besétálok. Levetítenek egy kisfilmet, majd egy zárt ajtóhoz vezetnek. Vezetőnk kinyitja az ajtót, és egy meglehetősen nagy helyiségben találjuk magunkat, ahol mágnesszalagos szekrények vannak, amelyekre információkat rögzítenek.
A terem nagy részét ugyanezek a gardróbszekrények foglalják el.
Körülbelül 100 petabájtnyi információt tárolnak (ami 700 év Full HD videónak felel meg) 480 millió fájlban. Érdekes módon a világon körülbelül 10 000 fizikus fér hozzá ehhez az információhoz 160 számítástechnikai központban. Ez az információ tartalmazza az összes kísérleti adatot a múlt század 70-es éveiről. Ha közelebbről megnézi, láthatja, hogyan helyezkednek el ezek a szalagok a szekrényekben.
Egyes rackek processzormodulokat tartalmaznak.
Az asztalon egy kis kiállítás látható, hogy mit használnak adattárolásra.
Ez az adatközpont 3,5 megawatt áramot fogyaszt, és saját dízelgenerátorral rendelkezik áramszünet esetére. A hűtőrendszerről is el kell mondanom. Az épületen kívül található, és hideg levegőt vezet az emelt padló alá. Vízhűtés csak kis számú szerveren használatos.
Ha belenéz a szekrénybe, láthatja, hogyan történik a szalagok automatikus mintavételezése és betöltése.
Igazából nem ez az egyetlen terem, ahol számítógépek találhatók, de az, hogy legalább ide beengedték a látogatókat, már tiszteletet kölcsönöz a szervezőknek. Lefotóztam, ami az asztalon volt.
Ezt követően egy újabb látogatócsoport jelent meg, és felszólítottak minket, hogy távozzunk. Csinálok egy utolsó fényképet, és elhagyom a számítástechnikai központot.
A következő részben olyan műhelyekről lesz szó, ahol egyedi berendezéseket készítenek és szerelnek össze, melyeket fizikai kísérletekben használnak.
A bolygó sok hétköznapi lakója felteszi magának a kérdést, hogy mire való a Nagy Hadronütköztető. A legtöbbek számára érthetetlen tudományos kutatások, amelyekre sok milliárd eurót költöttek, óvatosságot és aggodalmat keltenek.
Lehet, hogy ez egyáltalán nem kutatás, hanem egy időgép prototípusa vagy egy idegen lények teleportálására szolgáló portál, amely megváltoztathatja az emberiség sorsát? A pletykák a legfantasztikusabbak és legszörnyűbbek. Ebben a cikkben megpróbáljuk kitalálni, mi az a hadronütköztető, és miért hozták létre.
Az emberiség ambiciózus projektje
A Large Hadron Collider jelenleg a legerősebb részecskegyorsító a bolygón. Svájc és Franciaország határán található. Pontosabban alatta: 100 méter mélyen gyűrű alakú, csaknem 27 kilométeres gyorsítóalagút húzódik. A 10 milliárd dolláros kísérleti helyszín tulajdonosa az Európai Nukleáris Kutatási Központ.
Rengeteg erőforrás és atomfizikusok ezrei foglalkoznak azzal, hogy protonokat és nehéz ólomionokat közel fénysebességre gyorsítanak különböző irányokba, majd egymáshoz nyomják őket. A közvetlen interakciók eredményeit alaposan megvizsgálják.
Az új részecskegyorsító létrehozására vonatkozó javaslat 1984-ben érkezett vissza. Tíz éve folynak különféle viták arról, hogy milyen lesz a hadronütköztető, miért van szükség egy ilyen nagyszabású kutatási projektre. Csak a műszaki megoldás jellemzőinek és a telepítés szükséges paramétereinek megvitatása után került sor a projekt jóváhagyására. Az építkezés csak 2001-ben kezdődött, az egykori részecskegyorsító - a nagy elektron-pozitron ütköztető - kijelölésével.
Miért van szükség a nagy hadronütköztetőre?
Az elemi részecskék kölcsönhatását többféleképpen írják le. A relativitáselmélet ütközik a kvantumtér elmélettel. Az elemi részecskék szerkezetének egységes megközelítésének megtalálásához a hiányzó láncszem a kvantumgravitációs elmélet megalkotásának lehetetlensége. Ezért van szükség egy nagy teljesítményű hadronütköztetőre.
A részecskék ütközésének összenergiája 14 teraelektronvolt, ami a készüléket sokkal erősebb gyorsítóvá teszi, mint a mai világon minden létező. A korábban technikai okokból lehetetlen kísérletek elvégzése után a tudósok nagy valószínűséggel dokumentálisan megerősíthetik vagy megcáfolhatják a mikrovilág létező elméleteit.
Az ólommagok ütközésekor keletkező kvark-gluon plazma tanulmányozása lehetővé teszi az erős kölcsönhatások tökéletesebb elméletének felépítését, amely radikálisan megváltoztathatja a magfizikát és a csillagteret.
Higgs-bozon
Peter Higgs skóciai fizikus még 1960-ban dolgozta ki a Higgs-mező elméletét, amely szerint az ebbe a mezőbe eső részecskék kvantumhatásnak vannak kitéve, amely a fizikai világban egy tárgy tömegeként figyelhető meg.
Ha a kísérletek során sikerül megerősíteni a skót atomfizikus elméletét és megtalálni a Higgs-bozont (kvantumot), akkor ez az esemény új kiindulópont lehet a Föld lakóinak fejlődéséhez.
A megnyitott gravitációs menedzser pedig sokszorosan felülmúlja a technikai haladás minden látható kilátását. Ráadásul a haladó tudósokat nem a Higgs-bozon jelenléte érdekli jobban, hanem az elektrogyenge szimmetria megtörésének folyamata.
Hogyan működik
Annak érdekében, hogy a kísérleti részecskék egy felület számára elképzelhetetlen, vákuumban majdnem egyenlő sebességet érjenek el, fokozatosan gyorsítják őket, minden alkalommal növelve az energiájukat.
Először a lineáris gyorsítók ólomionokat és protonokat fecskendeznek be, amelyeket aztán fokozatos gyorsításnak vetnek alá. A részecskék az erősítőn keresztül bejutnak a proton szinkrotronba, ahol 28 GeV töltést kapnak.
A következő szakaszban a részecskék belépnek a szuperszinkrotronba, ahol töltésük energiája 450 GeV-ra emelkedik. Az ilyen mutatók elérése után a részecskék a fő több kilométeres gyűrűbe esnek, ahol a speciálisan elhelyezett ütközési pontokban a detektorok részletesen rögzítik az ütközés pillanatát.
Az összes ütközési folyamatot rögzíteni képes detektorokon kívül 1625 szupravezető mágnest használnak a protoncsomók korlátozására a gyorsítóban. Teljes hosszuk meghaladja a 22 kilométert. Speciális elérése érdekében -271 °C hőmérsékletet tart fenn. Egy-egy ilyen mágnes költségét egymillió euróra becsülik.
A cél szentesíti az eszközt
Az ilyen ambiciózus kísérletek elvégzésére megépítették a legerősebb hadronütköztetőt. Miért van szükség több milliárd dolláros tudományos projektre, sok tudós leplezetlen örömmel mondja az emberiségnek. Igaz, az új tudományos felfedezések esetében nagy valószínűséggel megbízhatóan osztályozzák őket.
Akár biztosat is mondhatsz. Ezt a civilizáció egész története megerősíti. Amikor feltalálták a kereket, megjelent.Az emberiség elsajátította a kohászatot – helló, fegyverek és fegyverek!
A mai legmodernebb fejlesztések a fejlett országok hadiipari komplexumainak tulajdonába kerülnek, de semmiképpen sem az egész emberiségé. Amikor a tudósok megtanultak egy atomot kettéosztani, mi volt előbb? Atomreaktorok, amelyek villamos energiát biztosítanak, azonban több százezer haláleset után Japánban. Hirosima lakossága egyértelműen ellenezte a tudományos haladást, amely elvette tőlük és gyermekeiktől a holnapot.
A technikai fejlődés az emberek megcsúfolásának tűnik, mert egy benne lévő személy hamarosan a leggyengébb láncszem lesz. Az evolúció elmélete szerint a rendszer fejlődik és erősödik, megszabadulva a gyengeségektől. Hamarosan kiderülhet, hogy a technológiai fejlesztések világában nem marad hely számunkra. Ezért a „miért van szükségünk most egy nagy hadronütköztetőre” kérdés valójában nem tétlen kíváncsiság, hiszen az egész emberiség sorsától való félelem okozza.
Kérdések nem válaszoltak
Miért van szükségünk egy Nagy Hadronütköztetőre, ha a bolygón milliók halnak éhen és gyógyíthatatlan és néha gyógyítható betegségekben? Vajon segít leküzdeni ezt a gonoszt? Miért van szüksége az emberiségnek egy hadronütköztetőre, amely a technológia fejlődése mellett több mint száz éve nem tudott sikeresen felvenni a harcot a rák ellen? Vagy talán csak kifizetődőbb drága orvosi szolgáltatásokat nyújtani, mint megtalálni a gyógyulás módját? Tekintettel a jelenlegi világrendre és etikai fejlődésre, az emberi fajnak csak egy maroknyi tagjának van nagy szüksége egy Nagy Hadronütköztetőre. Miért van rá szüksége a bolygó teljes lakosságának, akik megállás nélkül harcolnak azért, hogy egy olyan világban élhessenek, amely mentes az emberek életét és egészségét érintő beavatkozásoktól? Erről hallgat a történet...
A tudományos kollégák félelmei
A tudományos közösség más tagjai is komoly aggodalmukat fejezték ki a projekt biztonságával kapcsolatban. Nagy a valószínűsége annak, hogy a tudományos világ kísérleteiben, korlátozott tudása miatt, elveszítheti a kontrollt a nem is megfelelően tanulmányozott folyamatok felett.
Ez a megközelítés fiatal vegyészek laboratóriumi kísérleteire emlékeztet – keverje össze mindent, és nézze meg, mi történik. Az utolsó példa robbanással végződhet a laboratóriumban. És ha ilyen "siker" éri a hadronütköztetőt?
Miért van szükségük a földlakóknak indokolatlan kockázatra, különösen azért, mert a kísérletezők nem mondhatják teljes magabiztossággal, hogy a részecskék ütközésének folyamatai, amelyek a csillagunk hőmérsékletét 100 ezerszer meghaladó hőmérséklet kialakulásához vezetnek, nem okoznak láncreakciót az egész bolygóra. a bolygó ügye?! Vagy egyszerűen felhívnak valakit, aki végzetesen tönkretehet egy nyaralást a svájci hegyekben vagy a francia riviérán...
Információs diktatúra
Miért van szükségünk egy Nagy Hadronütköztetőre, amikor az emberiség nem tudja megoldani a kevésbé összetett problémákat? Az alternatív vélemény elfojtására tett kísérlet csak megerősíti az események lefolyásának kiszámíthatatlanságának lehetőségét.
Valószínűleg ott, ahol az ember először megjelent, beágyazódott benne ez a kettős tulajdonság - jót tenni és önmagának ártani egyszerre. Talán a választ a hadronütköztető által adott felfedezések adják meg? Hogy miért volt szükség erre a kockázatos kísérletre, azt utódaink fogják eldönteni.
Egy évvel ezelőtt, a Liege-ben évente megrendezésre kerülő Tudomány tavasza fesztivál keretében feleségemmel megszerkesztettük egy elemi részecskeütköztető mechanikus modelljét. Ez egy nagyon egyszerű modell, amelyben fémgolyók gurulnak, ütköznek és szétrepülnek. De felhasználható egy tucat fizikai jelenség bemutatására, amelyek valódi gyorsítókban és detektorokban fordulnak elő. A modell bemutatása az iskolásoknak nagy durranással zajlott, magyarázatok után ők maguk másztak fel labdákat indítani és ütközéseket regisztrálni.
Most végre eljutottam ahhoz, hogy lefotózzam működés közben, és elmondjam, milyen érdekességeket lehet megmutatni a segítségével.
Mechanikus modellünk egy C-alakú plexicsőből, egy ügyesen kialakított fémbetétből, két, ablakon keresztül a csőbe vezető horonyból és egy detektorként funkcionáló finom homokos tálcából áll. Ha két golyót egyszerre engednek el, akkor a hornyokon legurulva a gyűrűbe repülve a fémszakasz közepén ütköznek, kirepülnek, és vékony homokrétegben nyomokat rajzolnak.
Mindezek a jelenségek tisztán mechanikusak, nincs elektromosság, nincs mágnesesség, nincs virtuális ütközések szimulációja. A látszólagos primitívség ellenére ez a modell „autentikusságával” rabul ejti. Minden jelenség a szemünk előtt játszódik le, kézzelfogható – és ennek ellenére némileg hasonlít az elemi részecskék valós ütköztetőiben zajló folyamatokhoz.
Műszaki információk
Ha valaki saját maga szeretne hasonló modellt készíteni, akkor itt van néhány megjegyzés és tipp.
1) A gyártás legnehezebb része a cső. Egy plexi csöveket hajlító cégtől rendeltük. A fő nehézség az, hogy a belső felület sima és egyenletes legyen, ráncok nélkül. Ilyen csősugár és hajlítási sugár arány mellett kiderült, hogy nem is olyan egyszerű, a cég első próbálkozásra nem tette meg. Például kirakok egy cső rajzát azokkal a paraméterekkel, amelyeket a cégtől kértem. Természetesen másból is lehet pipát készíteni, csak arra kell ügyelni, hogy az anyag elég kemény legyen - különben nem fog sokáig gurulni a labda (a mi modellünkön 3-4 fordulatot tesz, ez elég bemutatóra).
2) Az ütközés helyének közelében a csőnek a lehető leglaposabbnak kell lennie, hogy a részecskék oldalra repülhessenek pattogás nélkül. Ezért a középső szakasz fémbetét formájában készül, amely először követi a cső görbületét, és középre egyenesedik. Mivel irreális az összes paraméter előre kiszámítása, a szakasz konfigurálásához cselekvési szabadságot kell adnia magának. Ezenkívül ügyelni kell arra, hogy a cső és a betét találkozásánál ne legyen lépcső.
3) Ismét nehéz előre kiszámítani, hogy milyen szögben és milyen sebességgel repüljenek a golyók a csőbe, hogy jó pályára kerüljenek, és ne a középső szakaszon repüljenek ki. Itt is meg kell adni magának a mozgásszabadságot, magasságban és szögben egyaránt. Ehhez tépőzárat használtunk az ereszcsatornák végein, a tartójukon és a cső ablakain.
A svájci Nagy Hadronütköztető a világ leghíresebb gyorsítója. Ezt nagyban elősegítette az a hírverés, amelyet a világ közössége és az újságírók keltettek e tudományos projekt veszélyével kapcsolatban. Sokan azt hiszik, hogy ez az egyetlen ütköztető a világon, de ez korántsem így van. Az Egyesült Államokban bezárt Tevatron mellett jelenleg öt ütköztető működik a világon.
Amerikában, a Brookhaven Laboratoryban működik a 2000-ben megkezdett RKTI (Relativistic Heavy Ion Collider) gyorsító. Az üzembe helyezéshez 2 milliárd dolláros beruházásra volt szükség. A tisztán elméleti kísérletek mellett az RHIC-ben dolgozó fizikusok meglehetősen gyakorlatias projekteket dolgoznak ki. Közöttük:
- rák diagnosztizálására és kezelésére szolgáló eszköz (irányított gyorsított protonokat használnak);
- nehéz ionsugarak használata molekuláris szintű szűrők létrehozására;
- egyre hatékonyabb energiatároló eszközök fejlesztése, ami új távlatokat nyit a napenergia felhasználásában.
Hasonló nehézion-gyorsítót építenek az oroszországi Dubnában. Ennél a NICA ütközőnél az orosz fizikusok a kvark-gluon plazmát kívánják tanulmányozni.
Most orosz tudósok kutatásokat végeznek az INP-ben, ahol egyszerre két ütköztető található - VEPP-4M és VEPP-2000. Költségvetésük az előbbinél 0,19 milliárd dollár, az utóbbinál 0,1 milliárd dollár. Az első tesztek a VEPP-4M-nél 1994-ben kezdődtek. Itt olyan technikát fejlesztettek ki, amellyel a megfigyelt elemi részecskék tömegét a világon a legnagyobb pontossággal mérik. Ráadásul az INP az egyetlen intézet a világon, amely önállóan keres pénzt a fizika területén végzett alapkutatásokra. Ennek az intézetnek a tudósai gyorsítóberendezéseket fejlesztenek és adnak el más országoknak, amelyek saját kísérleti létesítményekkel szeretnének rendelkezni, de nem rendelkeznek ilyen fejlesztéssel.
1999-ben a Daphne ütköztetőt a Frascatti laboratóriumban (Olaszország) indították el, költsége körülbelül 1/5 milliárd dollár volt, maximális teljesítménye pedig 0,51 TeV. Ez volt az egyik első nagyenergiájú gyorsító, egyetlen kísérlet segítségével több mint százezer hiperiont (atomrészecskét) nyertek rajta. Erre a Daphne-t részecskegyárnak vagy f-gyárnak nevezték el.
Két évvel az LHC elindítása előtt, 2006-ban Kína elindította saját VERS II ütköztetőjét, amelynek kapacitása 2,5 TeV. Ennek az építkezésnek a költsége minden idők legalacsonyabb értéke, 0,08 milliárd dollár volt. De ennek a fejlődő országnak a költségvetése számára ez az összeg jelentős volt; a kínai kormány kiosztotta ezeket a pénzeszközöket, felismerve, hogy a modern ipar fejlesztése lehetetlen a tudomány alapvető ágainak fejlesztése nélkül. A természeti erőforrások kimerülése és az energiaforrások iránti növekvő kereslet fényében még sürgetőbb a kísérleti fizika ezen területére történő beruházás.
Betöltés ...