Голям адронен ускорител

Как работи

LHC йонизира водородни атоми, за да получи техните протони. Водородният атом се състои само от един протон и един електрон. Когато йонизират атомите, те премахват единия електрон, за да им придадат нетен положителен заряд. След това водородните протони се насочват през кръга с помощта на електромагнити. За да бъдат магнитите достатъчно силни, трябва да е много студено. Вътрешността на тунела се охлажда от течен хелий. Те поддържат температурата малко над абсолютната нула. Протоните се удрят един в друг със скорост, близка до тази на светлината, и се превръщат в енергия с помощта на E=mc2. След това тя се обръща и създава маса. На мястото на сблъсъка има четири слоя детектори. Експлозията преминава през всеки слой и всеки детектор записва различен етап от реакцията.

Когато частиците се удрят една в друга, енергията им се превръща в много различни частици, а чувствителни детектори следят създадените частици. Като разглеждат внимателно данните от детекторите, учените могат да изследват от какво са изградени частиците и как си взаимодействат. Това е единственият начин за откриване на някои частици, тъй като за създаването им е необходима много висока енергия. Сблъсъците на частици в LHC имат необходимата енергия.

LHC се състои от три основни части. Това са ускорителят на частици, четирите детектора и мрежата. Ускорителят създава сблъсъка, но резултатите не могат да се наблюдават директно. Детекторите ги превръщат в използваеми данни и ги изпращат в Мрежата. Мрежата е компютърна мрежа, която изследователите използват, за да интерпретират данните. Има 170 места в 36 различни държави, които са пълни с обикновени настолни компютри. Всички тези компютри са свързани и заедно действат като суперкомпютър. Мрежата на LHC се смята за най-мощния суперкомпютър, създаван някога. Компютрите споделят изчислителна мощност и пространство за съхранение на данни.

Мрежата е много мощна, но е в състояние да приеме само около един процент от данните, които получава от детекторите. Ограниченията ѝ мотивират опитите за създаване на квантови компютри, които биха могли да използват наученото от LHC за квантовата механика, за да се създадат по-бързи компютри.

Учените използваха LHC, за да открият Хигс бозона - частица, чието съществуване е предсказано от Стандартния модел.

Някои хора смятаха, че LHC може да създаде черна дупка, което би било много опасно. Има две причини да не се притесняваме. Първата е, че LHC не е направил нищо, което да не правят космическите лъчи, които удрят Земята всеки ден, а тези лъчи не създават черни дупки. Втората причина е, че дори и LHC да създаде черни дупки, те ще бъдат много малки. Колкото по-малка е една черна дупка, толкова по-кратък е нейният живот. Много малките черни дупки биха се изпарили, преди да могат да навредят на хората.

LHC е използван за първи път на 10 септември 2008 г., но не работи, тъй като се е повредила охладителната система. Магнитите, които помагат за преместването на заредените частици, трябва да са студени. Повредата доведе до срутване на част от съоръжението. Лабораторията беше затворена за зимата и колайдерът беше използван отново едва през ноември 2009 г. Докато той се ремонтираше, учените използваха Теватрон, за да търсят Хигс бозона. Когато през ноември 2009 г. LHC беше пуснат отново, той постави нов рекорд по скорост, като ускори протони до 1,18 TeV (тераелектронволт или трилион електронволт). На 30 март 2010 г. LHC създаде сблъсък при 3,5 TeV.