Hadron Collider เหตุใดจึงมีความจำเป็นในแง่ง่ายๆ ทำไมเราจึงต้องมีแฮดรอนคอลไลเดอร์?
แน่นอนว่าเกือบทุกคนบนโลกเคยได้ยินเกี่ยวกับ Large Hadron Collider อย่างน้อยหนึ่งครั้ง แต่แม้ว่าจะมีหลายคนเคยได้ยินเกี่ยวกับเรื่องนี้ แต่ก็มีเพียงไม่กี่คนที่เข้าใจว่าเครื่องชนแฮดรอนคืออะไร จุดประสงค์ของมันคืออะไร และแก่นแท้ของฮาดรอนคอลไลเดอร์คืออะไร ในบทความของเราวันนี้เราจะตอบคำถามเหล่านี้
ฮาดรอนคอลไลเดอร์คืออะไร
โดยพื้นฐานแล้ว ฮาดรอนคอลไลเดอร์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ซับซ้อน อนุภาคมูลฐาน- ด้วยความช่วยเหลือนี้ นักฟิสิกส์จึงสามารถเร่งโปรตอนและไอออนหนักได้ ในขั้นต้น เครื่องชนแฮดรอนถูกสร้างขึ้นเพื่อยืนยันการมีอยู่ของอนุภาคมูลฐานที่เข้าใจยาก ซึ่งนักฟิสิกส์บางครั้งเรียกติดตลกว่า "อนุภาคพระเจ้า" ใช่แล้ว การมีอยู่ของอนุภาคนี้ได้รับการยืนยันจากการทดลองโดยใช้เครื่องชนกัน และปีเตอร์ ฮิกส์ ผู้ค้นพบมันเองก็ได้รับ รางวัลโนเบลในวิชาฟิสิกส์ในปี 2556
แน่นอนว่าสสารไม่ได้จำกัดอยู่เพียงฮิกส์โบซอนเพียงอย่างเดียว นักฟิสิกส์ยังพบอนุภาคมูลฐานอื่นๆ ด้วย ตอนนี้คุณรู้คำตอบแล้วว่าทำไมจึงจำเป็นต้องใช้แฮดรอนคอลไลเดอร์
Large Hadron Collider คืออะไร?
ประการแรกควรสังเกตว่า Large Hadron Collider ไม่ได้ปรากฏขึ้นมาจากที่ไหนเลย แต่ปรากฏเป็นวิวัฒนาการของรุ่นก่อน - Large Electron-Positron Collider ซึ่งเป็นอุโมงค์ใต้ดินความยาว 27 กิโลเมตรซึ่งการก่อสร้างเริ่มขึ้น ในปี 1983 ในปีพ.ศ. 2531 อุโมงค์วงแหวนปิดลง และสิ่งที่น่าสนใจคือช่างก่อสร้างได้เข้าใกล้เรื่องนี้อย่างระมัดระวังมาก จนความคลาดเคลื่อนระหว่างปลายทั้งสองของอุโมงค์มีเพียง 1 เซนติเมตรเท่านั้น
นี่คือลักษณะของวงจรฮาดรอนคอลไลเดอร์
เครื่องชนกันอิเล็กตรอน-โพซิตรอนดำเนินการจนถึงปี พ.ศ. 2543 และในระหว่างการดำเนินการในวิชาฟิสิกส์ ได้มีการค้นพบหลายอย่างด้วยความช่วยเหลือของมัน รวมถึงการค้นพบโบซอน W และ Z และการวิจัยเพิ่มเติมของพวกมัน
ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2544 เป็นต้นมา การก่อสร้างเครื่องชนกันของแฮดรอนเริ่มขึ้นที่บริเวณเครื่องชนกันของอิเล็กตรอน-โพซิตรอน ซึ่งแล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2550
ที่ตั้งของแฮดรอนคอลไลเดอร์อยู่ที่ไหน?
Large Hadron Collider ตั้งอยู่ที่ชายแดนสวิตเซอร์แลนด์และฝรั่งเศสในหุบเขาทะเลสาบเจนีวา ห่างจากเมืองเจนีวาเพียง 15 กม. และตั้งอยู่ที่ระดับความลึก 100 เมตร
ตำแหน่งของแฮดรอนคอลไลเดอร์
ในปี พ.ศ. 2551 การทดสอบครั้งแรกเริ่มขึ้นภายใต้การอุปถัมภ์ของ CERN ซึ่งเป็นองค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป ซึ่ง ในขณะนี้เป็นห้องปฏิบัติการที่ใหญ่ที่สุดในโลกในด้านฟิสิกส์พลังงานสูง
ฮาดรอนคอลไลเดอร์มีไว้เพื่ออะไร?
ด้วยเครื่องเร่งอนุภาคขนาดยักษ์นี้ นักฟิสิกส์สามารถเจาะลึกเข้าไปในสสารได้มากกว่าที่เคยเป็นมา ทั้งหมดนี้ช่วยได้อย่างไรในการยืนยันความเก่า สมมติฐานทางวิทยาศาสตร์และสร้างสิ่งใหม่ ทฤษฎีที่น่าสนใจ- การศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับฟิสิกส์ของอนุภาคมูลฐานช่วยให้เราค้นหาคำตอบสำหรับคำถามเกี่ยวกับโครงสร้างของจักรวาลได้มากขึ้น เกี่ยวกับวิธีการกำเนิดของมัน
การดำดิ่งลึกเข้าไปในโลกใบเล็กช่วยให้เราค้นพบทฤษฎีอวกาศ-เวลาใหม่ที่ปฏิวัติวงการ และใครจะรู้ บางทีเราอาจจะสามารถเจาะลึกความลับของเวลาได้ด้วยซ้ำ มิติที่สี่โลกของเรา
แฮดรอนคอลไลเดอร์ทำงานอย่างไร
ตอนนี้เรามาอธิบายว่า Large Hadron Collider ทำงานอย่างไร ชื่อนี้พูดถึงหลักการทำงานของมันเนื่องจากคำว่า "collider" แปลจากภาษาอังกฤษว่า "ผู้ชนกัน" หน้าที่หลักคือจัดการการชนกันของอนุภาคมูลฐาน ยิ่งไปกว่านั้น อนุภาคในตัวชนกันยังบิน (และชนกัน) ด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสง ผลลัพธ์ของการชนกันของอนุภาคจะถูกบันทึกโดยเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่สี่ตัว ได้แก่ ATLAS, CMS, ALICE และ LHCb และเครื่องตรวจจับเสริมอีกมากมาย
หลักการทำงานของแฮดรอนคอลไลเดอร์ได้อธิบายไว้โดยละเอียดในวิดีโอที่น่าสนใจนี้
อันตรายจากแฮดรอนคอลไลเดอร์
โดยทั่วไปแล้ว ผู้คนมักจะกลัวสิ่งที่พวกเขาไม่เข้าใจ นี่คือสิ่งที่แสดงให้เห็นทัศนคติต่อ Hadron Collider และข้อกังวลต่างๆ ที่เกี่ยวข้องอย่างชัดเจน พวกหัวรุนแรงที่สุดแสดงให้เห็นว่าในกรณีที่เกิดการระเบิดของแฮดรอนคอลไลเดอร์ ไม่มากไม่น้อย แต่มนุษยชาติทั้งหมดอาจตายได้พร้อมกับดาวเคราะห์โลกซึ่งจะถูกกลืนหายไปโดยสิ่งที่ก่อตัวขึ้นหลังจากนั้น การระเบิด แน่นอนว่าการทดลองครั้งแรกแสดงให้เห็นว่าความกลัวดังกล่าวไม่มีอะไรมากไปกว่าเรื่องราวสยองขวัญของเด็ก ๆ
แต่ข้อกังวลร้ายแรงบางประการเกี่ยวกับการทำงานของเครื่องชนกันนั้นแสดงโดย Stephen Hawking นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษที่เพิ่งเสียชีวิต ยิ่งไปกว่านั้น ความกังวลของฮอว์คิงไม่ได้เกี่ยวข้องกับตัวชนกันมากนัก แต่เกี่ยวข้องกับฮิกส์โบซอนที่ได้รับด้วยความช่วยเหลือ ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าโบซอนนี้เป็นวัสดุที่ไม่เสถียรอย่างยิ่งและเป็นผลมาจากสถานการณ์บางอย่างร่วมกันสามารถนำไปสู่การสลายสุญญากาศและการหายไปอย่างสมบูรณ์ของแนวคิดเช่นอวกาศและเวลา แต่ไม่ใช่ทุกอย่างจะน่ากลัวขนาดนั้น เพราะตามคำบอกเล่าของ Hawking การที่เหตุการณ์เช่นนี้จะเกิดขึ้นนั้น จำเป็นต้องมีเครื่องชนที่มีขนาดเท่าดาวเคราะห์ทั้งดวง
(หรือ ถัง)- ปัจจุบันเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดและทรงพลังที่สุดในโลก ยักษ์ใหญ่นี้เปิดตัวในปี 2551 แต่เป็นเวลานานที่มันทำงานโดยมีกำลังการผลิตลดลง เรามาดูกันว่ามันคืออะไร และทำไมเราถึงต้องการเครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่
ประวัติศาสตร์ ตำนาน และข้อเท็จจริง
แนวคิดในการสร้าง Collider ได้รับการประกาศในปี 1984 และโครงการก่อสร้างเครื่องชนกันนั้นได้รับการอนุมัติและนำไปใช้แล้วในปี 2538 การพัฒนานี้เป็นของศูนย์วิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) โดยทั่วไปแล้ว การเปิดตัวเครื่องชนกันนั้นดึงดูดความสนใจอย่างมาก ไม่เพียงแต่จากนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังดึงดูดความสนใจด้วย คนธรรมดาจากทั่วทุกมุมโลก พวกเขาพูดคุยเกี่ยวกับความกลัวและความน่าสะพรึงกลัวทุกประเภทที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยเครื่องชนกัน
อย่างไรก็ตาม ในตอนนี้อาจมีบางคนกำลังรอวันสิ้นโลกที่เกี่ยวข้องกับงานของ LHC และกำลังคิดว่าจะเกิดอะไรขึ้นหาก Large Hadron Collider ระเบิด แม้ว่าก่อนอื่น ทุกคนกลัวหลุมดำ ซึ่งในตอนแรกมีขนาดเล็กมาก จะเติบโตและดูดซับตัวชนกันอย่างปลอดภัยก่อน จากนั้นจึงตามด้วยสวิตเซอร์แลนด์และส่วนอื่นๆ ของโลก หายนะการทำลายล้างยังทำให้เกิดความตื่นตระหนกอย่างมาก นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งถึงกับยื่นฟ้องเพื่อพยายามหยุดการก่อสร้าง คำกล่าวดังกล่าวระบุว่ากระจุกปฏิสสารที่สามารถผลิตได้ในเครื่องชนกันจะเริ่มทำลายล้างด้วยสสาร ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ และจักรวาลทั้งหมดจะถูกทำลาย อย่างที่ฉันพูด ตัวละครที่มีชื่อเสียงจาก "กลับไปสู่อนาคต":
แน่นอนว่าทั้งจักรวาลอยู่ในสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด ที่ดีที่สุดมีเพียงกาแลคซีของเราเท่านั้น ดร.เอเมต บราวน์.
ทีนี้ลองมาทำความเข้าใจว่าทำไมมันถึงเป็นฮาโดรนิก? ความจริงก็คือมันใช้งานได้กับฮาดรอน หรือค่อนข้างจะเร่ง เร่ง และชนฮาดรอน
ฮาดรอนส์– ประเภทของอนุภาคมูลฐานที่มีปฏิกิริยาโต้ตอบรุนแรง Hadrons ทำจากควาร์ก
ฮาดรอนแบ่งออกเป็นแบริออนและมีซอน เพื่อให้ง่ายขึ้น สมมติว่าเรื่องเกือบทั้งหมดที่เรารู้จักประกอบด้วยแบริออน เรามาอธิบายให้ง่ายขึ้นอีกว่าแบริออนคือนิวคลีออน (โปรตอนและนิวตรอนที่ประกอบเป็นนิวเคลียสของอะตอม)
เครื่องชนอนุภาคขนาดใหญ่ทำงานอย่างไร
ขนาดที่น่าประทับใจมาก เครื่องชนกันเป็นอุโมงค์ทรงกลมที่ตั้งอยู่ใต้ดินที่ระดับความลึกหนึ่งร้อยเมตร เครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ มีความยาว 26,659 เมตร โปรตอนถูกเร่งความเร็วให้ใกล้เคียงกับความเร็วแสง บินเป็นวงกลมใต้ดินข้ามดินแดนของฝรั่งเศสและสวิตเซอร์แลนด์ ถ้าให้เจาะจงก็คือ ความลึกของอุโมงค์อยู่ระหว่าง 50 ถึง 175 เมตร แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดใช้ในการโฟกัสและบรรจุลำแสงโปรตอนที่กำลังบินอยู่ ความยาวรวมประมาณ 22 กิโลเมตร และพวกมันทำงานที่อุณหภูมิ -271 องศาเซลเซียส
Collider ประกอบด้วยเครื่องตรวจจับขนาดยักษ์ 4 เครื่อง ได้แก่ ATLAS, CMS, ALICE และ LHCb นอกจากเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่หลักแล้วยังมีเครื่องตรวจจับเสริมอีกด้วย เครื่องตรวจจับได้รับการออกแบบมาเพื่อบันทึกผลการชนกันของอนุภาค นั่นคือหลังจากที่โปรตอนสองตัวชนกันด้วยความเร็วใกล้แสง ไม่มีใครรู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้น หากต้องการ "ดู" สิ่งที่เกิดขึ้น มันเด้งตรงไหน และบินไปได้ไกลแค่ไหน มีเครื่องตรวจจับที่อัดแน่นไปด้วยเซ็นเซอร์ทุกประเภท
ผลลัพธ์ของเครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่
ทำไมคุณถึงต้องการคอลไลเดอร์? แน่นอนว่าจะไม่ทำลายโลก ดูเหมือนว่าการชนกันของอนุภาคคืออะไร? ความจริงก็คือมีคำถามที่ยังไม่ได้ตอบมากมายในฟิสิกส์สมัยใหม่และการศึกษาโลกด้วยความช่วยเหลือของอนุภาคที่มีความเร่งสามารถเปิดชั้นความเป็นจริงใหม่เข้าใจโครงสร้างของโลกและอาจตอบได้อย่างแท้จริง คำถามหลัก“ความหมายของชีวิต จักรวาล และโดยทั่วไป”
LHC มีการค้นพบอะไรบ้าง? สิ่งที่มีชื่อเสียงที่สุดคือการค้นพบ ฮิกส์ โบซอน(เราจะอุทิศบทความแยกต่างหากให้เขา) นอกจากนี้พวกเขายังเปิดอยู่ 5 อนุภาคใหม่, ได้รับข้อมูลแรกเกี่ยวกับการชนที่พลังงานบันทึก, แสดงว่าไม่มีความไม่สมดุลของโปรตอนและแอนติโปรตอน, ค้นพบความสัมพันธ์ของโปรตอนที่ผิดปกติ- รายการดำเนินต่อไปเป็นเวลานาน แต่ไม่สามารถตรวจพบหลุมดำขนาดจิ๋วที่ทำให้แม่บ้านหวาดกลัวได้
และแม้ว่าเครื่องชนกันจะยังไม่ถูกเร่งให้ถึงจุดนั้นก็ตาม กำลังสูงสุด- ตอนนี้ พลังงานสูงสุดเครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่ - 13 เทฟ(เทราอิเล็กตรอน-โวลต์) อย่างไรก็ตาม หลังจากเตรียมการอย่างเหมาะสมแล้ว ก็มีแผนที่จะเร่งโปรตอนให้เร็วขึ้น 14 เทฟ- เพื่อการเปรียบเทียบในสารเร่ง-สารตั้งต้นของ LHC พลังงานที่ได้รับสูงสุดจะต้องไม่เกิน 1 เทวี- นี่คือวิธีที่เครื่องเร่งอนุภาคอเมริกันเทวาตรอนจากอิลลินอยส์สามารถเร่งอนุภาคได้ พลังงานที่ได้รับจากเครื่องชนนั้นยังห่างไกลจากพลังงานที่สูงที่สุดในโลก ดังนั้นพลังงานของรังสีคอสมิกที่ตรวจพบบนโลกจึงมีมากกว่าพลังงานของอนุภาคที่ถูกเร่งด้วยเครื่องชนกันหนึ่งพันล้านเท่า! ดังนั้นอันตรายจากเครื่องชนอนุภาคแฮดรอนใหญ่จึงมีน้อยมาก มีแนวโน้มว่าหลังจากได้รับคำตอบทั้งหมดโดยใช้ LHC แล้ว มนุษยชาติจะต้องสร้างเครื่องชนกันที่ทรงพลังกว่านี้อีกตัวหนึ่ง
เพื่อนๆ รักวิทยาศาสตร์ แล้วมันจะรักคุณแน่นอน! และยังสามารถช่วยให้คุณหลงรักวิทยาศาสตร์ได้อย่างง่ายดาย ขอความช่วยเหลือและให้การศึกษาของคุณทำให้คุณมีความสุข!
ใต้ดิน 100 เมตร ชายแดนฝรั่งเศสและสวิตเซอร์แลนด์ มีอุปกรณ์ที่สามารถเปิดเผยความลับของจักรวาลได้ หรือตามที่บางคนกล่าวไว้ ทำลายทุกชีวิตบนโลก
อย่างไรก็ตาม นี่คือเครื่องจักรที่ใหญ่ที่สุดในโลก และใช้ในการศึกษาอนุภาคที่เล็กที่สุดในจักรวาล นี่คือ Large Hadron (ไม่ใช่ Android) Collider (LHC)
คำอธิบายสั้น ๆ
LHC เป็นส่วนหนึ่งของโครงการที่นำโดยองค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) เครื่องชนกันนี้เป็นส่วนหนึ่งของศูนย์เครื่องเร่งอนุภาคของ CERN นอกกรุงเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ และใช้ในการเร่งลำแสงโปรตอนและไอออนให้มีความเร็วเข้าใกล้ความเร็วแสง ชนอนุภาคเข้าหากัน และบันทึกเหตุการณ์ที่ตามมา นักวิทยาศาสตร์หวังว่าสิ่งนี้จะช่วยให้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกำเนิดของจักรวาลและองค์ประกอบของมัน
คอลไลเดอร์ (LHC) คืออะไร? เป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่มีความทะเยอทะยานและทรงพลังที่สุดที่สร้างขึ้นจนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์หลายพันคนจากหลายร้อยประเทศร่วมมือกันและแข่งขันกันเพื่อค้นหาการค้นพบใหม่ๆ ในการรวบรวมข้อมูลการทดลองจะมี 6 ส่วนซึ่งอยู่ตามแนวเส้นรอบวงของตัวชน
การค้นพบที่เกิดขึ้นอาจมีประโยชน์ในอนาคต แต่นั่นไม่ใช่เหตุผลในการก่อสร้าง วัตถุประสงค์ของ Large Hadron Collider คือการขยายความรู้เกี่ยวกับจักรวาลของเรา เนื่องจาก LHC มีค่าใช้จ่ายหลายพันล้านดอลลาร์และต้องการความร่วมมือจากหลายประเทศจึงยังขาดอยู่ การประยุกต์ใช้จริงอาจจะเป็นเรื่องที่ไม่คาดคิด
Hadron Collider มีไว้เพื่ออะไร?
ในความพยายามที่จะเข้าใจจักรวาลของเรา การทำงานและโครงสร้างที่แท้จริงของมัน นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอทฤษฎีที่เรียกว่าแบบจำลองมาตรฐาน มันพยายามที่จะระบุและอธิบายอนุภาคพื้นฐานที่ทำให้โลกเป็นเช่นนี้ แบบจำลองนี้ผสมผสานองค์ประกอบของทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์เข้าด้วยกัน ทฤษฎีควอนตัม- นอกจากนี้ยังคำนึงถึง 3 ใน 4 กองกำลังพื้นฐานของจักรวาล: กองกำลังนิวเคลียร์ที่แรงและอ่อนแอและแม่เหล็กไฟฟ้า ทฤษฎีนี้ไม่เกี่ยวกับแรงพื้นฐานที่ 4 - แรงโน้มถ่วง
แบบจำลองมาตรฐานได้ทำนายหลายประการเกี่ยวกับจักรวาลซึ่งสอดคล้องกับการทดลองต่างๆ แต่มีแง่มุมอื่นที่ต้องได้รับการยืนยัน หนึ่งในนั้นคืออนุภาคทางทฤษฎีที่เรียกว่าฮิกส์โบซอน
การค้นพบของเขาตอบคำถามเกี่ยวกับมวล ทำไมเรื่องถึงมี? นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุอนุภาคที่ไม่มีมวล เช่น นิวตริโน ทำไมบางคนถึงมีมันและคนอื่นไม่มี? นักฟิสิกส์ได้ให้คำอธิบายมากมาย
สิ่งที่ง่ายที่สุดคือกลไกของฮิกส์ ทฤษฎีนี้ระบุว่ามีอนุภาคและแรงที่สอดคล้องกันซึ่งอธิบายการมีอยู่ของมวล ไม่เคยมีการสังเกตมาก่อน ดังนั้นเหตุการณ์ที่สร้างขึ้นโดย LHC อาจเป็นการพิสูจน์การมีอยู่ของฮิกส์โบซอนหรือให้ข้อมูลใหม่
คำถามอีกประการหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ถามเกี่ยวข้องกับการกำเนิดของจักรวาล จากนั้นสสารและพลังงานก็เป็นหนึ่งเดียวกัน หลังจากแยกออกจากกัน อนุภาคของสสารและปฏิสสารก็ทำลายซึ่งกันและกัน ถ้าจำนวนเท่ากันก็จะไม่มีอะไรเหลือ
แต่โชคดีสำหรับเราที่มีสสารมากกว่านั้นในจักรวาล นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะสังเกตปฏิสสารระหว่างปฏิบัติการ LHC สิ่งนี้สามารถช่วยเข้าใจสาเหตุของความแตกต่างในปริมาณสสารและปฏิสสารเมื่อจักรวาลเริ่มต้นขึ้น
สสารมืด
ความเข้าใจเกี่ยวกับจักรวาลในปัจจุบันชี้ให้เห็นว่ามีเพียงประมาณ 4% ของสสารที่ควรมีอยู่เท่านั้นที่สามารถสังเกตได้ในปัจจุบัน การเคลื่อนที่ของดาราจักรและอื่นๆ เทห์ฟากฟ้าบ่งบอกว่ามีสสารที่มองเห็นได้ชัดเจนกว่ามาก
นักวิทยาศาสตร์เรียกสสารมืดที่ไม่สามารถระบุได้นี้ สสารมืดที่สังเกตได้มีประมาณ 25% อีก 3/4 มาจากพลังงานมืดสมมุติซึ่งมีส่วนช่วยในการขยายตัวของจักรวาล
นักวิทยาศาสตร์หวังว่าการทดลองของพวกเขาจะให้หลักฐานเพิ่มเติมเกี่ยวกับการมีอยู่ของสสารมืดและพลังงานมืด หรือยืนยันทฤษฎีทางเลือกอื่น
แต่นี่เป็นเพียงส่วนเล็กของภูเขาน้ำแข็งฟิสิกส์อนุภาค ยังมีสิ่งที่แปลกใหม่และเป็นที่ถกเถียงอีกมากที่ต้องเปิดเผย ซึ่งนั่นคือสิ่งที่ Collider มีไว้เพื่อ
บิ๊กแบงในระดับไมโคร
โดยการชนโปรตอนด้วยความเร็วสูงเพียงพอ LHC จะแยกพวกมันออกเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมที่มีขนาดเล็กลง พวกมันไม่เสถียรมากและคงอยู่เพียงเสี้ยววินาทีก่อนที่จะสลายตัวหรือรวมตัวกันใหม่
ตามทฤษฎี บิ๊กแบงเดิมทีสสารทั้งหมดประกอบด้วยพวกมัน เมื่อจักรวาลขยายตัวและเย็นลง พวกมันก็รวมกันเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ขึ้น เช่น โปรตอนและนิวตรอน
ทฤษฎีที่ผิดปกติ
หากอนุภาคทางทฤษฎี ปฏิสสาร และพลังงานมืด ไม่แปลกใหม่เพียงพอ นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่า LHC สามารถให้หลักฐานการมีอยู่ของมิติอื่นได้ เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าโลกมีสี่มิติ (อวกาศและเวลาสามมิติ) แต่นักฟิสิกส์แนะนำว่าอาจมีมิติอื่นที่มนุษย์ไม่สามารถรับรู้ได้ ตัวอย่างเช่น ทฤษฎีสตริงเวอร์ชันหนึ่งต้องมีมิติข้อมูลอย่างน้อย 11 มิติ
ผู้ที่นับถือทฤษฎีนี้หวังว่า LHC จะให้หลักฐานเกี่ยวกับแบบจำลองจักรวาลที่พวกเขาเสนอ ในความเห็นของพวกเขา โครงสร้างพื้นฐานไม่ใช่อนุภาค แต่เป็นสตริง สามารถเปิดหรือปิดได้ และสั่นสะเทือนเหมือนกีตาร์ ความแตกต่างของการสั่นสะเทือนทำให้สายแตกต่างกัน บางชนิดแสดงออกมาในรูปของอิเล็กตรอน ในขณะที่บางชนิดปรากฏเป็นนิวตริโน
Collider ในตัวเลขคืออะไร?
LHC เป็นโครงสร้างที่ใหญ่โตและทรงพลัง ประกอบด้วย 8 ส่วน แต่ละส่วนเป็นส่วนโค้ง ซึ่งล้อมรอบด้วยส่วนที่เรียกว่า "ส่วนแทรก" ที่ปลายแต่ละด้าน เส้นรอบวงของชนคือ 27 กม.
ท่อคันเร่งและห้องชนอยู่ใต้ดิน 100 เมตร การเข้าถึงมีให้โดยอุโมงค์บริการพร้อมลิฟต์และบันไดซึ่งตั้งอยู่หลายจุดตามแนวเส้นรอบวง LHC เซิร์นยังได้สร้างอาคารเหนือพื้นดินเพื่อให้นักวิจัยสามารถรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลที่สร้างโดยเครื่องตรวจจับของการชนกัน
แม่เหล็กถูกใช้เพื่อควบคุมลำแสงโปรตอนที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 99.99% ของความเร็วแสง พวกมันมีขนาดใหญ่หนักหลายตัน LHC มีแม่เหล็กประมาณ 9,600 ชิ้น โดยจะเย็นลงเหลือ 1.9K (-271.25 °C) ซึ่งต่ำกว่าอุณหภูมิของอวกาศ
โปรตอนภายในคอลไลเดอร์จะผ่านหลอดสุญญากาศที่มีความสูงเป็นพิเศษ นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อไม่ให้อนุภาคใดสามารถชนกันก่อนที่จะบรรลุเป้าหมาย โมเลกุลของก๊าซเพียงโมเลกุลเดียวอาจทำให้การทดลองล้มเหลวได้
มี 6 พื้นที่รอบๆ เส้นรอบวงของชนขนาดใหญ่ที่วิศวกรสามารถทำการทดลองได้ สามารถเปรียบเทียบได้กับกล้องจุลทรรศน์ด้วย กล้องดิจิตอล- เครื่องตรวจจับเหล่านี้บางรุ่นมีขนาดใหญ่มาก - ATLAS เป็นอุปกรณ์ที่มีความยาว 45 ม. สูง 25 ม. และหนัก 7 ตัน
LHC ใช้เซ็นเซอร์ประมาณ 150 ล้านตัวเพื่อรวบรวมข้อมูลและส่งไปยังเครือข่ายคอมพิวเตอร์ จากข้อมูลของ CERN ปริมาณข้อมูลที่ได้รับระหว่างการทดลองอยู่ที่ประมาณ 700 MB/s
แน่นอนว่าเครื่องชนกันดังกล่าวต้องใช้พลังงานมาก การใช้พลังงานต่อปีอยู่ที่ประมาณ 800 GWh อาจใหญ่กว่านี้มาก แต่วัตถุใช้งานไม่ได้ เดือนฤดูหนาว- จากข้อมูลของ CERN ต้นทุนพลังงานอยู่ที่ประมาณ 19 ล้านยูโร
การชนกันของโปรตอน
หลักการเบื้องหลังฟิสิกส์ของคอลไลเดอร์นั้นค่อนข้างง่าย ขั้นแรก มีการปล่อยลำแสงสองอัน: อันหนึ่งตามเข็มนาฬิกา และอันที่สองทวนเข็มนาฬิกา กระแสน้ำทั้งสองเร่งด้วยความเร็วแสง จากนั้นพวกเขาก็มุ่งหน้าเข้าหากันและสังเกตผลลัพธ์
อุปกรณ์ที่จำเป็นเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ซับซ้อนกว่ามาก LHC เป็นส่วนหนึ่งของศูนย์ CERN ก่อนที่อนุภาคใดๆ จะเข้าไปใน LHC พวกมันจะต้องผ่านขั้นตอนต่างๆ มากมาย
ประการแรก เพื่อผลิตโปรตอน นักวิทยาศาสตร์จะต้องแยกอะตอมไฮโดรเจนของอิเล็กตรอนออก จากนั้นอนุภาคจะถูกส่งไปยัง LINAC 2 ซึ่งปล่อยอนุภาคเหล่านั้นเข้าไปในเครื่องเร่ง PS Booster เครื่องจักรเหล่านี้ใช้สนามไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อเร่งอนุภาค สนามที่สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กขนาดยักษ์ช่วยยึดคานไว้
เมื่อลำแสงถึงระดับพลังงานที่ต้องการ PS Booster จะนำทางไปยังซูเปอร์ซินโครตรอน SPS กระแสน้ำจะถูกเร่งให้เร็วขึ้นอีกและแบ่งออกเป็น 2,808 ลำที่มี 1.1 x 1,011 โปรตอน SPS ฉีดคานเข้าไปใน LHC ตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกา
ภายในเครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ โปรตอนจะเร่งความเร็วต่อไปเป็นเวลา 20 นาที บน ความเร็วสูงสุดพวกมันโคจรรอบ LHC 11,245 รอบทุกๆ วินาที ลำแสงมาบรรจบกันที่หนึ่งในเครื่องตรวจจับ 6 เครื่อง ในกรณีนี้ มีการชนกัน 600 ล้านครั้งต่อวินาที
เมื่อโปรตอน 2 ตัวชนกัน พวกมันจะถูกแบ่งออกเป็นอนุภาคขนาดเล็ก รวมทั้งควาร์กและกลูออนด้วย ควาร์กไม่เสถียรมากและสลายตัวภายในเสี้ยววินาที เครื่องตรวจจับรวบรวมข้อมูลโดยการติดตามเส้นทางของอนุภาคมูลฐานและส่งไปยังเครือข่ายคอมพิวเตอร์
โปรตอนไม่ชนกันทั้งหมด ส่วนที่เหลือจะเคลื่อนต่อไปที่ส่วนปล่อยลำแสง ซึ่งกราไฟท์จะดูดซับไว้
เครื่องตรวจจับ
ตามเส้นรอบวงของคอลไลเดอร์จะมี 6 ส่วนที่รวบรวมข้อมูลและทำการทดลอง ในจำนวนนี้มี 4 เครื่องเป็นเครื่องตรวจจับหลักและ 2 เครื่องมีขนาดเล็กกว่า
ที่ใหญ่ที่สุดคือ ATLAS ขนาดของมันคือ 46 x 25 x 25 ม. เครื่องติดตามตรวจจับและวิเคราะห์โมเมนตัมของอนุภาคที่ผ่าน ATLAS รอบๆ มีเครื่องวัดความร้อนที่ใช้วัดพลังงานของอนุภาคโดยการดูดซับพวกมัน นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเกตวิถีและคาดการณ์ข้อมูลเกี่ยวกับพวกมันได้
เครื่องตรวจจับ ATLAS มีมิวออนสเปกโตรมิเตอร์ด้วย มิวออนเป็นอนุภาคที่มีประจุลบหนักกว่าอิเล็กตรอนถึง 200 เท่า เป็นสิ่งเดียวที่สามารถผ่านแคลอรีมิเตอร์โดยไม่หยุด สเปกโตรมิเตอร์จะวัดโมเมนตัมของแต่ละมิวออนโดยใช้เซ็นเซอร์อนุภาคที่มีประจุ เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถตรวจจับการผันผวนในสนามแม่เหล็กของ ATLAS
Compact Muon Solenoid (CMS) เป็นเครื่องตรวจจับ วัตถุประสงค์ทั่วไปซึ่งตรวจจับและวัดอนุภาคย่อยที่ปล่อยออกมาระหว่างการชน อุปกรณ์ดังกล่าวตั้งอยู่ภายในแม่เหล็กโซลินอยด์ขนาดยักษ์ที่สามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้มากกว่าสนามแม่เหล็กโลกเกือบ 100,000 เท่า
เครื่องตรวจจับ ALICE ได้รับการออกแบบมาเพื่อศึกษาการชนกันของไอออนเหล็ก ด้วยวิธีนี้ นักวิจัยหวังว่าจะสร้างสภาวะที่คล้ายคลึงกับที่เกิดขึ้นทันทีหลังบิ๊กแบงขึ้นมาใหม่ พวกเขาคาดหวังว่าจะได้เห็นไอออนเปลี่ยนเป็นส่วนผสมของควาร์กและกลูออน ส่วนประกอบหลักของ ALICE คือกล้อง TPC ซึ่งใช้ในการศึกษาและสร้างวิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาคใหม่
LHC ใช้เพื่อค้นหาหลักฐานการมีอยู่ของปฏิสสาร ทำได้โดยการค้นหาอนุภาคที่เรียกว่าควาร์กแห่งความงาม แถวเครื่องตรวจจับย่อยรอบๆ จุดปะทะมีความยาว 20 เมตร พวกมันสามารถจับอนุภาคควาร์กความงามที่ไม่เสถียรและสลายตัวอย่างรวดเร็ว
การทดลอง TOTEM ดำเนินการในพื้นที่ที่มีเครื่องตรวจจับขนาดเล็กตัวใดตัวหนึ่ง โดยจะวัดขนาดของโปรตอนและความสว่างของ LHC ซึ่งบ่งบอกถึงความแม่นยำของการสร้างการชนกัน
การทดลอง LHC จำลองรังสีคอสมิกในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม เป้าหมายคือการช่วยพัฒนาการศึกษารังสีคอสมิกจริงในวงกว้าง
ในแต่ละจุดตรวจจับจะมีทีมนักวิจัยตั้งแต่หลายสิบคนไปจนถึงนักวิทยาศาสตร์มากกว่าหนึ่งพันคน
การประมวลผลข้อมูล
จึงไม่น่าแปลกใจที่เครื่องชนกันดังกล่าวจะสร้างกระแสข้อมูลจำนวนมหาศาล เครื่องตรวจจับ LHC จำนวน 15,000,000 GB ที่ผลิตทุกปีถือเป็นความท้าทายอย่างมากสำหรับนักวิจัย โซลูชันของมันคือเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งแต่ละเครื่องสามารถวิเคราะห์ข้อมูลได้อย่างอิสระ เมื่อคอมพิวเตอร์วิเคราะห์เสร็จสิ้น จะส่งผลไปยังคอมพิวเตอร์กลางและรับส่วนใหม่
นักวิทยาศาสตร์ที่ CERN ตัดสินใจมุ่งเน้นไปที่การใช้อุปกรณ์ที่มีราคาไม่แพงนักในการคำนวณ แทนที่จะซื้อเซิร์ฟเวอร์และโปรเซสเซอร์ขั้นสูง ฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่จะถูกใช้ซึ่งสามารถทำงานได้ดีบนเครือข่าย เมื่อใช้ซอฟต์แวร์พิเศษ เครือข่ายคอมพิวเตอร์จะสามารถจัดเก็บและวิเคราะห์ข้อมูลจากการทดลองแต่ละครั้งได้
อันตรายต่อโลก?
บางคนกลัวว่าเครื่องชนกันที่ทรงพลังเช่นนี้อาจเป็นภัยคุกคามต่อชีวิตบนโลกรวมถึงการมีส่วนร่วมในการก่อตัวของหลุมดำ "สสารแปลก ๆ" การผูกขาดทางแม่เหล็ก การแผ่รังสี ฯลฯ
นักวิทยาศาสตร์ปฏิเสธคำกล่าวอ้างดังกล่าวอย่างต่อเนื่อง การก่อตัวของหลุมดำเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากมีช่องว่างระหว่างโปรตอนและดวงดาว ความแตกต่างใหญ่- “สสารแปลก” อาจก่อตัวขึ้นเมื่อนานมาแล้วภายใต้อิทธิพลของรังสีคอสมิก และอันตรายของการก่อตัวสมมุติเหล่านี้ก็มีเกินจริงอย่างมาก
เครื่องชนกันมีความปลอดภัยอย่างยิ่ง โดยถูกแยกออกจากพื้นผิวด้วยชั้นดินสูง 100 เมตร และห้ามมิให้บุคลากรอยู่ใต้ดินในระหว่างการทดลอง
LHC (Large Hadron Collider, LHC) เป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลก ตั้งอยู่ที่ชายแดนฝรั่งเศส-สวิสในกรุงเจนีวา และมี CERN เป็นเจ้าของ เป้าหมายหลักของการสร้างเครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่คือการค้นหาฮิกส์โบซอน ซึ่งเป็นอนุภาคที่เข้าใจยากซึ่งเป็นองค์ประกอบสุดท้ายของแบบจำลองมาตรฐาน เครื่องชนกันทำงานเสร็จสิ้น: นักฟิสิกส์ค้นพบอนุภาคมูลฐานที่มีพลังงานตามที่ทำนายไว้ นอกจากนี้ LHC จะทำงานในช่วงความส่องสว่างนี้และทำงานเหมือนกับวัตถุพิเศษที่ปกติทำงาน ตามคำร้องขอของนักวิทยาศาสตร์ โปรดจำไว้ว่าภารกิจหนึ่งเดือนครึ่งของยาน Opportunity Rover ดำเนินไปเป็นเวลา 10 ปี
ทุกสิ่งที่คุณเห็นรอบตัวคุณประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน ควาร์กและเลปตัน ซึ่งสามารถรวมกันเป็นอนุภาคขนาดใหญ่กว่า เช่น โปรตอนหรืออะตอม แต่มันไม่ได้หยุดอยู่แค่นั้น อนุภาคย่อยของอะตอมเหล่านี้ยังสามารถมารวมกันในรูปแบบที่แปลกใหม่ ที่เราไม่เคยเห็นมาก่อน การทำงานร่วมกันของ LHCb ได้ประกาศการค้นพบอนุภาคใหม่ที่เรียกว่า "pentaquarks" ผลงานของพวกเขาสามารถช่วยให้เราไขความลึกลับหลายประการของทฤษฎีควาร์ก ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของแบบจำลองมาตรฐาน
CERN คือเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลก และมันก็คุ้มค่าที่จะสร้างมันขึ้นมาถ้าเพียงเพื่อขอบเขตของการทดลองที่กำลังดำเนินการอยู่เท่านั้น อย่างไรก็ตาม การทดลองได้มาถึงระดับที่นักฟิสิกส์ไม่สามารถสร้างมันขึ้นมาเองได้อีกต่อไป วิศวกรที่ผ่านการรับรองจะช่วยพวกเขาในเรื่องนี้ ต้องการทราบว่านักฟิสิกส์และวิศวกรทำงานอย่างไรเพื่ออัพเกรด LHC และสร้างเครื่องสืบทอดจากเครื่องเร่งอนุภาคที่มีชื่อเสียง
ผู้อยู่อาศัยทั่วไปของโลกหลายคนถามตัวเองว่าเหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้ Large Hadron Collider ไม่เข้าใจมากที่สุด การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ซึ่งใช้เงินไปหลายพันล้านยูโรทำให้เกิดความระมัดระวังและความกังวล
บางทีนี่อาจไม่ใช่การวิจัย แต่เป็นต้นแบบของไทม์แมชชีนหรือพอร์ทัลสำหรับการเคลื่อนย้ายมวลสารของสิ่งมีชีวิตต่างดาวที่สามารถเปลี่ยนชะตากรรมของมนุษยชาติได้ ข่าวลือที่น่าอัศจรรย์และน่ากลัวที่สุดกำลังแพร่สะพัด ในบทความนี้ เราจะพยายามทำความเข้าใจว่าแฮดรอนคอลไลเดอร์คืออะไร และเหตุใดจึงถูกสร้างขึ้น
โครงการที่มีความทะเยอทะยานเพื่อมนุษยชาติ
เครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ในปัจจุบันเป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่ทรงพลังที่สุดในโลก ตั้งอยู่ที่ชายแดนสวิตเซอร์แลนด์และฝรั่งเศส แม่นยำยิ่งขึ้นภายใต้นั้น: ที่ระดับความลึก 100 เมตรมีอุโมงค์วงแหวนของคันเร่งยาวเกือบ 27 กิโลเมตร เจ้าของสถานที่ทดลองซึ่งมีมูลค่ามากกว่า 10,000 ล้านดอลลาร์ คือศูนย์วิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป
ทรัพยากรจำนวนมหาศาลและนักฟิสิกส์นิวเคลียร์หลายพันคนกำลังยุ่งอยู่กับการเร่งโปรตอนและไอออนตะกั่วหนักให้เข้าใกล้ความเร็วแสง ทิศทางที่แตกต่างกันหลังจากนั้นพวกเขาก็แย่งชิงกัน มีการศึกษาผลลัพธ์ของการโต้ตอบโดยตรงอย่างรอบคอบ
ข้อเสนอในการสร้างเครื่องเร่งอนุภาคใหม่เกิดขึ้นอีกครั้งในปี 1984 เป็นเวลาสิบปีที่มีการพูดคุยกันหลายครั้งว่าเครื่องชนแฮดรอนจะเป็นอย่างไร ทำไมเครื่องชนขนาดใหญ่เช่นนี้จึงมีความจำเป็น โครงการวิจัย- หลังจากหารือเกี่ยวกับข้อมูลเฉพาะของโซลูชันทางเทคนิคและพารามิเตอร์การติดตั้งที่จำเป็นแล้วเท่านั้นจึงจะได้รับการอนุมัติโครงการ การก่อสร้างเริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2544 โดยใช้เครื่องเร่งอนุภาคแบบเดิม นั่นคือ Large Electron-Positron Collider เพื่อสร้างมันขึ้นมา
เหตุใดเราจึงต้องมีเครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่
ปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคมูลฐานอธิบายได้หลายวิธี ทฤษฎีสัมพัทธภาพขัดแย้งกับทฤษฎีสนามควอนตัม การเชื่อมโยงที่ขาดหายไปในการบรรลุแนวทางที่เป็นเอกภาพในโครงสร้างของอนุภาคมูลฐานคือความเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม นี่คือเหตุผลว่าทำไมจึงจำเป็นต้องใช้เครื่องชนแฮดรอนกำลังสูง
พลังงานรวมของการชนกันของอนุภาคคือ 14 เทราอิเล็กตรอนโวลต์ ทำให้อุปกรณ์ดังกล่าวกลายเป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่ทรงพลังมากกว่าเครื่องใดๆ ในโลกปัจจุบันอย่างเห็นได้ชัด การทำการทดลองที่ก่อนหน้านี้เป็นไปไม่ได้ด้วยเหตุผลทางเทคนิค นักวิทยาศาสตร์มักจะสามารถบันทึกหรือหักล้างทฤษฎีที่มีอยู่ของโลกใบเล็กได้
การศึกษาพลาสมาควาร์ก-กลูออนที่เกิดขึ้นระหว่างการชนกันของนิวเคลียสของตะกั่วจะทำให้สามารถสร้างทฤษฎีปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงยิ่งขึ้นได้ ซึ่งสามารถเปลี่ยนฟิสิกส์นิวเคลียร์และพื้นที่ดาวฤกษ์ได้อย่างรุนแรง
ฮิกส์ โบซอน
ย้อนกลับไปในปี 1960 Peter Higgs นักฟิสิกส์ชาวสก็อตแลนด์ได้พัฒนาทฤษฎีสนาม Higgs ซึ่งอนุภาคที่เข้ามาในสนามนี้จะขึ้นอยู่กับอิทธิพลของควอนตัม ซึ่ง โลกทางกายภาพสามารถสังเกตได้เป็นมวลของวัตถุ
หากในระหว่างการทดลองสามารถยืนยันทฤษฎีของนักฟิสิกส์นิวเคลียร์ชาวสก็อตและค้นหาฮิกส์โบซอน (ควอนตัม) ได้ เหตุการณ์นี้อาจกลายเป็นจุดเริ่มต้นใหม่สำหรับการพัฒนาประชากรโลก
และการควบคุมแรงโน้มถ่วงที่ค้นพบนั้นหลายครั้งจะเกินกว่าโอกาสที่มองเห็นได้ทั้งหมดสำหรับการพัฒนาความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ยิ่งไปกว่านั้น นักวิทยาศาสตร์ขั้นสูงไม่สนใจการปรากฏตัวของฮิกส์โบซอนมากกว่า แต่สนใจในกระบวนการทำลายสมมาตรทางไฟฟ้าที่อ่อนแอ
มันทำงานอย่างไร
เพื่อให้อนุภาคทดลองมีความเร็วที่พื้นผิวไม่สามารถคิดได้ ซึ่งเกือบจะเท่ากันในสุญญากาศ อนุภาคเหล่านั้นจะถูกเร่งอย่างค่อยเป็นค่อยไป โดยแต่ละครั้งจะเพิ่มพลังงาน
เครื่องเร่งเชิงเส้นจะฉีดไอออนตะกั่วและโปรตอนเข้าไปก่อน ซึ่งจากนั้นจะถูกเร่งความเร็วแบบเป็นขั้นตอน อนุภาคจะเข้าสู่โปรตอนซินโครตรอนผ่านบูสเตอร์ ซึ่งพวกมันจะได้รับประจุ 28 GeV
ในขั้นต่อไป อนุภาคจะเข้าสู่ซูเปอร์ซินโครตรอน ซึ่งพลังงานประจุของพวกมันจะเพิ่มขึ้นเป็น 450 GeV เมื่อถึงตัวบ่งชี้ดังกล่าว อนุภาคจะตกลงไปในวงแหวนหลักหลายกิโลเมตร โดยที่บริเวณที่มีการชนกันเป็นพิเศษ เครื่องตรวจจับจะบันทึกรายละเอียดช่วงเวลาของการชน
นอกจากเครื่องตรวจจับที่สามารถบันทึกกระบวนการทั้งหมดในระหว่างการชนแล้ว ยังมีการใช้แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด 1625 ตัวเพื่อจับกลุ่มโปรตอนในตัวเร่งความเร็ว ความยาวรวมเกิน 22 กิโลเมตร ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้ได้อุณหภูมิ −271 °C ราคาของแม่เหล็กแต่ละอันมีมูลค่าประมาณหนึ่งล้านยูโร
สิ้นสุดแสดงให้เห็นถึงวิธีการ
เพื่อทำการทดลองที่ทะเยอทะยานดังกล่าว จึงได้สร้างเครื่องชนกันของฮาดรอนที่ทรงพลังที่สุด เหตุใดคุณจึงต้องมีเงินหลายพันล้านดอลลาร์ โครงการวิทยาศาสตร์นักวิทยาศาสตร์หลายคนบอกมนุษยชาติด้วยความยินดีอย่างไม่ปิดบัง จริงอยู่ ในกรณีของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ใหม่ ๆ มีแนวโน้มว่าจะถูกจำแนกประเภทอย่างน่าเชื่อถือ
คุณสามารถพูดได้อย่างแน่นอน นี่คือการยืนยันจากประวัติศาสตร์อารยธรรมทั้งหมด เมื่อวงล้อถูกประดิษฐ์ขึ้น มนุษยชาติเชี่ยวชาญด้านโลหะวิทยา สวัสดี ปืนและปืนไรเฟิล!
การพัฒนาที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบันกลายเป็นสมบัติของคอมเพล็กซ์อุตสาหกรรมการทหาร ประเทศที่พัฒนาแล้วแต่ไม่ใช่มนุษยชาติทั้งหมด เมื่อนักวิทยาศาสตร์เรียนรู้ที่จะแยกอะตอม อะไรเกิดก่อนกัน? เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ให้กระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม หลังจากมีผู้เสียชีวิตหลายแสนคนในญี่ปุ่น เห็นได้ชัดว่าชาวเมืองฮิโรชิมาต่อต้านความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งพรากพวกเขาและลูกๆ ของพวกเขาไปในวันพรุ่งนี้
การพัฒนาด้านเทคนิคดูเหมือนเป็นการเยาะเย้ยผู้คนเพราะผู้คนในนั้นจะกลายเป็นจุดอ่อนที่สุดในไม่ช้า ตามทฤษฎีวิวัฒนาการ ระบบจะพัฒนาและแข็งแกร่งขึ้นโดยการกำจัดออกไป จุดอ่อน- ในไม่ช้าอาจกลายเป็นว่าเราจะไม่เหลือที่ในโลกของการพัฒนาเทคโนโลยี ดังนั้นคำถามที่ว่า "เหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้ Large Hadron Collider ในตอนนี้" จริงๆ แล้วไม่ใช่ความอยากรู้เฉยๆ เพราะมันเกิดจากความกลัวต่อชะตากรรมของมวลมนุษยชาติ
คำถามที่ไม่ได้รับคำตอบ
เหตุใดเราจึงต้องมีเครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่ ในเมื่อผู้คนนับล้านบนโลกนี้กำลังจะตายจากความหิวโหยและโรคที่รักษาไม่หาย และบางครั้งก็รักษาได้ เขาจะช่วยเอาชนะความชั่วร้ายนี้หรือไม่? เหตุใดมนุษยชาติจึงต้องการเครื่องชนแฮดรอนซึ่งแม้จะมีการพัฒนาเทคโนโลยีทั้งหมด แต่ก็ยังไม่สามารถเรียนรู้วิธีจัดการกับมันได้สำเร็จ โรคมะเร็ง- หรือบางทีการให้บริการทางการแพทย์ราคาแพงอาจให้ผลกำไรมากกว่าการหาวิธีรักษา? เมื่อพิจารณาจากระเบียบโลกและการพัฒนาทางจริยธรรมที่มีอยู่แล้ว จึงมีตัวแทนเพียงไม่กี่คนเท่านั้น เผ่าพันธุ์มนุษย์ฮาดรอนคอลไลเดอร์ขนาดใหญ่มีความจำเป็นอย่างมาก เหตุใดประชากรทั้งหมดของโลกจึงต้องการมัน โดยต่อสู้อย่างไม่หยุดยั้งเพื่อสิทธิในการมีชีวิตอยู่ในโลกที่ปราศจากการโจมตีชีวิตและสุขภาพของใครก็ตาม ประวัติศาสตร์เงียบเกี่ยวกับเรื่องนี้...
ความกังวลของเพื่อนร่วมงานทางวิทยาศาสตร์
มีตัวแทนชุมชนวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ที่แสดงความกังวลอย่างจริงจังเกี่ยวกับความปลอดภัยของโครงการ มีความเป็นไปได้สูงที่ โลกวิทยาศาสตร์ในการทดลองของเขา เนื่องจากความรู้ที่จำกัด เขาอาจสูญเสียการควบคุมกระบวนการที่ไม่ได้รับการศึกษาอย่างเหมาะสมด้วยซ้ำ
วิธีการนี้ชวนให้นึกถึงการทดลองในห้องปฏิบัติการของนักเคมีรุ่นเยาว์ - ผสมทุกอย่างแล้วดูว่าเกิดอะไรขึ้น ตัวอย่างสุดท้ายอาจจบลงด้วยการระเบิดในห้องปฏิบัติการ จะเกิดอะไรขึ้นถ้า “ความสำเร็จ” ดังกล่าวเกิดขึ้นกับแฮดรอนคอลไลเดอร์?
เหตุใดมนุษย์โลกจึงต้องการความเสี่ยงที่ไม่ยุติธรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อนักทดลองไม่สามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่ากระบวนการชนของอนุภาคซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของอุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิดาวของเราถึง 100,000 เท่าจะไม่ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ของสารทั้งหมด ของดาวเคราะห์ดวงนี้?! หรือพวกเขาจะเรียกบางสิ่งบางอย่างที่สามารถทำลายวันหยุดพักผ่อนในภูเขาของสวิตเซอร์แลนด์หรือ French Riviera...
เผด็จการข้อมูลข่าวสาร
เหตุใด Large Hadron Collider จึงจำเป็น ในเมื่อมนุษยชาติไม่สามารถแก้ปัญหาได้น้อยลง งานที่ซับซ้อน- ความพยายามที่จะระงับความคิดเห็นทางเลือกเป็นเพียงการยืนยันความเป็นไปได้ของเหตุการณ์ที่ไม่อาจคาดเดาได้
อาจเป็นไปได้ที่มนุษย์ปรากฏตัวครั้งแรกคุณลักษณะคู่นี้มีอยู่ในตัวเขา - การทำความดีและทำร้ายตัวเองในเวลาเดียวกัน บางทีการค้นพบที่เครื่องชนแฮดรอนจะให้คำตอบแก่เรา เหตุใดการทดลองที่มีความเสี่ยงนี้จึงเป็นสิ่งที่ลูกหลานของเราเป็นผู้ตัดสินใจ