Страница 1 из 1

Большой адронный коллайдер

Добавлено: Чт авг 14, 2008 9:18 am
Admin
Большой адронный коллайдер

Большой адронный коллайдер (англ. Large Hadron Collider, LHC) — ускоритель, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов и строящийся в настоящее время в исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований CERN (Conseil Europen pour la Recherche Nuclaire).

Одной из основных целей проекта LHC является экспериментальное доказательство существования бозона Хиггса - частицы из Стандартной Модели (СМ), - а также обнаружение физических явлений вне рамок СМ. Также, планируется исследование свойств W и Z-бозонов, ядерных взаимодействий при сверхвысоких энергиях, процессов рождения и распадов тяжёлых кварков (b и t).

История строительства

Идея проекта Большого адронного коллайдера (БАК) родилась в 1984 году и была официально одобрена десятью годами позже. Его строительство началось в 2001 году, после окончания работы предыдущего большого ускорителя CERN — электрон-позитронного коллайдера LEP (Large Electron-Positron Collider).

На БАК предполагается сталкивать протоны с суммарной энергией 14 ТэВ (то есть 14 тераэлектронвольт или 14•1012 электронвольт) в системе центра масс налетающих частиц, а также ядра свинца с энергией 5,5 ГэВ (5,5•109 электронвольт) на каждую пару сталкивающихся нуклонов.

Изображение
27-километровый подземный туннель, предназначенный для размещения ускорителя LHC

БАК строится в туннеле, который прежде занимал LEP. Туннель с длиной окружности 26,7 км проложен на глубине около ста метров под землёй на территории Франции и Швейцарии. Для удержания и коррекции протонных пучков используются 1 624 сверхпроводящих магнита, общая длина которых превышает 22 км. Последний из них был установлен в туннеле 27 ноября 2006 года. Магниты будут работать при температуре −271 °C. Строительство специальной криогенной линии для охлаждения магнитов закончено 19 ноября 2006 года.

Изображение
Подземный зал, в котором будет смонтирован детектор ATLAS. Фотография октября 2004 года, когда работы по постройке детектора только начались

Информация о запуске БАК 8 июля 2008 года, появившаяся на некоторых сайтах, не соответствует действительности. Большинство СМИ ссылались на размещённый в интернете счётчик, источник информации которого неизвестен. На официальном сайте БАК дата запуска коллайдера не указана, однако 8 июля в вечерней программе «Время» на Первом канале была объявлена ориентировочная дата тестового запуска коллайдера — октябрь 2008 года. В официальном коротком техническом отчёте CERN упоминается о том, что не все сектора охлаждены до нужной температуры и что пробная циркуляция пучков начнётся не раньше сентября 2008 года.

Первые тестовые столкновения с энергией 900 ГэВ (так называемый Commission Run) должны быть проведены осенью 2008 года. Энергия сталкивающихся пучков во время Commission Run будет в два раза ниже, чем энергия в системе центра масс на коллайдере Tevatron. В конце 2008 года планируется выход на энергию 7 ТэВ, затем коллайдер закроют на зимний период, в течение которого его постараются оптимизировать. Весной 2009 года ускоритель заработает на полную энергию (14 ТэВ) и будет постепенно повышать светимость.

Изображение
Первый ускоритель частиц Большого Адронного Коллайдера

После запуска, БАК будет самым высокоэнергичным ускорителем элементарных частиц в мире, почти на порядок превосходя по энергии своих ближайших конкурентов — протон-антипротонный коллайдер Tevatron, который в настоящее время работает в Национальной ускорительной лаборатории им. Э. Ферми (США), и релятивистский коллайдер тяжёлых ионов RHIC, работающий в Брукхейвенской лаборатории (США).

Подробнее на сайте Wikipedia

Большой адронный коллайдер прошел последнюю проверку

Добавлено: Пн авг 25, 2008 7:18 pm
Admin
Большой адронный коллайдер прошел последнюю проверку

Специалисты успешно завершили последнюю серию синхронизационных испытаний на Большом адронном коллайдере (БАК). Пучок частиц прошел по кольцу ускорителя около трех километров против часовой стрелки. Как сообщается в пресс-релизе CERN, - Европейской организации по ядерным исследованиям, курирующей этот проект, - теперь все системы БАК готовы к экспериментальному запуску протонов, который должен состояться 10 сентября.

В ходе тестов, проведенных 22 августа, специалисты проверяли, насколько хорошо синхронизованы предварительный ускоритель и система левой доставки луча, которая направляет пучок против часовой стрелки. В качестве предварительного ускорителя, который будет придавать частицам первоначальную энергию, в БАК используются протонный синхротрон (PS) и протонный суперколлайдер (SPS).

Изображение

Испытания системы правой доставки луча прошли 11 августа.

Во время первой попытки запустить пучок протонов по кольцу ускорителя диаметром 27 километров энергия пучка составит 450 гигаэлектронвольт (0,45 тераэлектронвольт). Если первый запуск пройдет успешно, то в конце 2008 года специалисты CERN планируют столкнуть два пучка протонов с энергией около пяти тераэлектронвольт. Максимально возможная энергия, которую БАК может придать частицам, составляет около 14 тераэлектронвольт.

До сих пор ни один ускоритель элементарных частиц не мог обеспечить таких значений. Запуск коллайдера спровоцировал большое числе споров относительно безопасности этого мероприятия. Физики провели ряд исследований, по результатам которых заключили, что запуск коллайдера не приведет к катастрофе. Однако в прессе продолжают вестись дискуссии по этому поводу.

По материалам: Lenta.ru

Большой адронный коллайдер вышел из строя на два месяца

Добавлено: Пн сен 22, 2008 9:16 am
Admin
Большой адронный коллайдер вышел из строя на два месяца

Большой адронный коллайдер (БАК) возобновит свою работу не раньше, чем через два месяца, сообщает BBC News со ссылкой на представителя CERN (Европейского центра ядерных исследований). Это время необходимо для того, чтобы устранить последствия произошедшей в пятницу поломки и отремонтировать вышедший из строя элемент.

Изображение

Серьезный сбой в работе БАК - крупнейшего на планете ускорителя элементарный частиц - произошел 19 сентября в 11:27 по московскому времени. Один из 9300 магнитов, расположенный в секторе 3-4 (между детекторами Alice и CMS) вышел из сверхпроводящего состояния в нормальное с мгновенной потерей тока. Подобные происшествия были предусмотрены при строительстве коллайдера, однако дальнейшие события стали "внеплановыми". Магнит продолжил нагреваться, и температура в секторе, где произошла поломка, достигла 100 градусов по Кельвину (-173 градуса по Цельсию). В результате сбоя в туннель ускорителя БАК было выброшено около тонны жидкого гелия.

Представитель CERN Джеймс Джиллис (James Gillies) рассказал, что для проведения ремонтных работ поврежденный сектор необходимо будет нагреть. После замены поврежденных элементов температуру вновь опустят почти до значения абсолютного нуля. Никакой опасности для людей произошедший в БАК сбой не несет.

Это уже не первый сбой в работе коллайдера, произошедший с момента его запуска 10 сентября. Ночью 13 сентября из строя вышел трансформатор в системе охлаждения ускорителя в восьмом секторе кольца. Температура в системе поднялась до 4,5 градусов по Кельвину. Через несколько часов работа коллайдера была возобновлена.

Из-за последнего сбоя в работе БАК пробный эксперимент по столкновению протонов может быть отложен на неопределенное время.

По материалам: Lenta.ru

Перегрели

Добавлено: Пн сен 22, 2008 9:24 am
Admin
Перегрели

Полученные в коллайдере данные никто не будет прятать, но увидим мы их еще не скоро

В пятницу, 19 сентября, на Ленте.Ру появилась заметка, в которой сообщалось, что данные, полученные в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК), будут засекречены. Эта информация является не совсем корректной и ниже мы попытаемся объяснить, в чем именно заключается неточность. Правда, в связи с произошедшей в пятницу поломкой БАК, желающие ознакомиться с новыми данными смогут сделать это не раньше, чем через два месяца.


Свободу!

Сообщение о закрытии свободного доступа к результатам самого грандиозного на Земле эксперимента и правда выглядит несколько странным. В последние годы в научном сообществе наметилась тенденция облегчать потенциальным читателям доступ к информации. Многие авторы до того, как их статьи будут опубликованы в рецензируемых журналах, выкладывают их препринты на специальные сервера (например, arXiv.org) или публикуют в журналах открытого доступа (наподобие PLoS ONE). Кроме того, крупнейший научно-исследовательский центр США - Национальный институт здоровья (NIH) – обязывает исследователей, получивших грант NIH, помещать статьи с результатами в бесплатную базу (но как раз эта инициатива подвергается активной критике).

Изображение

Сами участники различных экспериментов БАК заявляли, что поддерживают принцип свободного доступа и предпочли бы, чтобы все работы, в которых используются данные, полученные в коллайдере, были бы доступны любому желающему. На сайта проекта SCOAP3 (Sponsoring Consortium for Open Access Publishing in Particle Physics – Комитет поддержки свободного доступа к публикациям в области физики элементарных частиц) ученые, принимающие участие в обработке данных, поступающих с детекторов БАК, вывесили соответствующее обращение к научному сообществу. Чуть позже Эльзевир (Elsevier) - крупнейшее в мире издательство научной, технической и медицинской литературы - заявило, что откроет свободный доступ к статьям, содержащим экспериментальные данные, полученные в БАК, и опубликованным в журналах этого издательства Nuclear Physics B и Physics Letters B. Более того, публикация статей будет бесплатной для их авторов (обычно желающие опубликовать свои работы в рецензируемых журналах должны заплатить определенную сумму, которая зависит от объема статьи, количества иллюстраций и журнала).

Откуда же появилась информация о том, что данные экспериментов БАК засекретят? Источником для русскоязычной прессы сталосообщение, опубликованное РИА Новости. В заметке цитировалось высказывание члена ученого совета CERN, сотрудника новосибирского Института ядерной физики, члена-корреспондента Российской академии наук Александра Бондаря, выступавшего на пресс-конференции в Новосибирске. Новость была озаглавлена "Первичная информация об экспериментах на коллайдере будет закрытой". Новостные издания, использовавшие эту заметку, несколько сгустили краски. Чтобы разобраться, в чем же дело, приведем слова Александра Бондаря:

"Только участники эксперимента будут иметь доступ к первичной информации. Внутри коллаборации создан целый комитет, который исследует выводы, которые сделает определенная группа. И только после того, как все внутри этого сообщества согласятся, что результаты правильны, будет сделана научная публикация и все эти данные станут общедоступными".

Итак, речь идет не об экспериментальной информации вообще, а только о первичной информации, поступающей с детекторов коллайдера на компьютеры GRID (о системе обработки данных, которая используется для анализа данных БАК, мы уже писали). Как разъясняет портал elementy.ru, многократная перепроверка данных является нормальной практикой для специалистов, работающих в сфере физики элементарных частиц. После того как ученые убедятся в том, что с первичными данными (так называемые raw data) "все ок", они будут опубликованы.

Итак, данные экспериментов БАК никто скрывать не будет, и большая их часть (скорее всего, не все ученые будут публиковать статьи в журналах Elsevier или выкладывать в свободный доступ) окажется сразу доступной всем, кто интересуется поисками "частицы бога" или появлением черных дыр. И тем не менее, ознакомиться с этой информацией вряд ли получится раньше, чем через два месяца. Именно за это время специалисты Большого адронного коллайдера надеются починить его.

Горячо

В пятницу, 19 сентября, около полудня один из магнитов, расположенных в секторе 3-4 (между детекторами Alice и CMS), перешел из сверхпроводящего состояния в обычное (то есть, его температура поднялась выше 1,9 градуса по Кельвину). При этом движение тока в системе мгновенно прекратилось. Возможность такого развития событий была изначально предусмотрена создателями БАК, поэтому поломку можно было бы назвать "штатной". Однако температура магнита и всего сектора 3-4 продолжала расти и через несколько минут достигла 100 градусов по Кельвину (-173 градуса по Цельсию). Вскоре после этого в туннель ускорителя БАК было выброшено около тонны жидкого гелия.

С момента поломки и до середины субботы специалисты пытались устранить последствия и оценивали нанесенный ущерб. Затем представитель CERN рассказал, что ремонт коллайдера займет около двух месяцев. Для того чтобы заменить вышедший из строя элемент охладительной системы (а скорее всего, причина поломки именно там, так как после потери сверхпроводящего состояния магнит не должен был нагреваться дальше), инженерам необходимо будет нагреть сектор 3-4, а после проведения ремонтных работ вновь охладить его до 1,9 градуса по Кельвину. Столкновения пучков протонов, которых так ждут (и боятся), откладываются на неопределенный срок.

Это уже не первая поломка коллайдера с момента его запуска 10 сентября, который прошел "без сучка без задоринки" и даже с превышением плана. В этот день специалисты "заставили" пучок протонов пройти полный круг сначала по часовой стрелке, а потом против. Во время запусков специалисты отлаживали работу системы магнитов, которая удерживает протоны на постоянной орбите. Вечером следующего дня ученые вновь запустили протоны по 27-километровому кольцу, причем на этот раз пучок циркулировал около 10 минут. Еще позже движение протонов по кольцо возобновилось: исследователи запускали и останавливали пучок несколько раз.

Ночью 13 сентября в секторе 8 произошло нарушение работы системы охлаждения (она беспокоила ученых еще во время предстартовых тестов). Из строя вышел один из трансформаторов, что привело к нарушению электроснабжения системы. В результате в двух секторах ускорительного кольца температура поднялась до 4 градусов по Кельвину. Весь следующий день (суббота) и половину воскресенья специалисты меняли трансформатор. Через несколько часов начались сбои в другом месте охладительной системы, и перегрелась уже половина кольца (четыре сектора из восьми). Починить сломанные элементы и охладить ускорительное кольцо до 1,9 градуса Кельвина удалось только к утру 18 сентября (четверг).

В четверг вечером ученые запустили пучок протонов по часовой стрелке. В течение полутора суток элементарные частицы циркулировали по кольцу ускорителя. Что случилось потом, вы уже знаете.

В течение (как минимум) ближайших двух месяцев те, кто опасается, что коллайдер станет причиной уничтожения нашей планеты, могут спать спокойно. Остальные вряд ли сочтут остановку БАК приятным событием. Один из самых масштабных научных проектов, на строительство которого ушло 14 лет и который был с такой помпой запущен, требует еще очень большой работы. Кажется, 10 сентября - это не торжественная дата и можно было не приурочивать старт коллайдера именно к ней.

По материалам: Lenta.ru

Повторный запуск коллайдера отложен до весны 2009 года

Добавлено: Ср сен 24, 2008 8:54 am
Admin
Повторный запуск коллайдера отложен до весны 2009 года

Большой адронный коллайдер, работа которого была приостановлена в связи с техническим сбоем, будет вновь запущен не ранее весны 2009 года. Об этом во вторник сообщает РИА Новости со ссылкой на пресс-секретаря Европейского центра ядерных исследований (CERN) Джеймса Джиллиса (James Gillies). Ранее предполагалось, что работа БАК будет возобновлена к концу осени 2008 года.

Изображение

Как уточнил Джиллис, ремонт коллайдера планируется закончить в течение ближайших двух месяцев. Однако повторный запуск БАК будет осуществлен не ранее весны 2009 года. Точная дата возобновления работы коллайдера пока не объявляется.

Вместе с тем Джиллис сообщил, что ремонтные работы никак не повлияют на проведение церемонии открытия БАК, намеченной на 21 октября.

Большой адронный коллайдер был запущен 10 сентября 2008 года. Однако вскоре работа БАК была остановлена из-за проблем с электроснабжением. 19 сентября было объявлено о возобновлении работы коллайдера, но уже на следующий день на БАК произошел серьезный технический сбой - в туннель ускорителя было выброшено около тонны жидкого гелия. По предварительным данным, причиной аварии стал поврежденный электрический контакт между двумя магнитами.

По материалам: Lenta.ru

Большой адронный коллайдер

Добавлено: Пн ноя 09, 2009 6:59 pm
AleksanderII
Большой адронный коллайдер LHC - самый мощный в истории ускоритель элементарных частиц. С его помощью ученые надеются уловить мельчайшие частицы во вселенной. Скептики и пессимисты с уверенностью называли LHC инструментом «Апокалипсиса», ведь сразу после его запуска по сценарию желающих увидеть конец света коллайдер должен будет поспособствовать образованию черной дыры, которая и уничтожит всю нашу планету.
Кто что думает по этому поводу? Грядет апокалипсис или грандиозный прорыв в науке?

Добавлено: Пн ноя 09, 2009 7:23 pm
Askarim
апокалипсис - откровение, а не конец света
:wink:

В БАК побит рекорд энергии столкновения протонов

Добавлено: Сб апр 03, 2010 11:37 am
kvark
В Большом адронном коллайдере успешно прошло столкновение пучков протонов на рекордной энергии в 7 тераэлектронвольт. Об этом сообщает газета The Guardian, которая ведет онлайн-трансляцию из Европейского центра ядерных исследований (CERN), где проводится эксперимент.
Изображение
Достигнутая энергия столкновения является максимальным значением, которое когда-либо удавалось получать в ускорителях элементарных частиц. Предыдущий рекорд энергии столкновения был установлен в БАК 22 марта и составил 3,48 тераэлектронвольта.

Re: Большой адронный коллайдер

Добавлено: Вт май 24, 2016 12:56 pm
Захарий
По теме БАК иногда просматриваю ленту на «Элементах» - рекомендую :good: :
http://elementy.ru/LHC/novosti_BAK
Так вот, исходя из последних новостей оказывается, что 7 мая 2016 года коллайдер вернулся в рабочий режим и приступил, наконец-то, непосредственно к столкновению протонных пучков.
После недельной паузы, вызванной коротким замыканием в одном из 66-киловольтных трансформаторах, коллайдер вернулся в рабочий режим и приступил, наконец-то, непосредственно к столкновению протонных пучков.

Re: Большой адронный коллайдер

Добавлено: Ср мар 27, 2019 12:25 pm
SталкеR
На Большом адронном коллайдере открыты три новых элементарных частицы

Коллаборация LHCb (Большой адронный коллайдер, CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям) в которую входят Институт ядерной физики имени Будкера (ИЯФ, Новосибирск) объявила об открытии трех "экзотических" элементарных частиц, сообщает пресс-служба ИЯФ http://www.inp.nsk.su/press/novosti/2313-eksperiment-v-tsern-podtverdil-sushchestvovanie-redkikh-mnogokvarkovykh-sostoyanij.

Квантовая хромодинамика (КХД) – часть Стандартной модели, описывающая сильные взаимодействия, то есть взаимодействия, в которых участвуют адроны. Последние, в свою очередь, состоят из кварков и антикварков. Стандартная модель не только описывает мезоны (адроны из кварк-антикварковой пары) и барионы (адроны из трех кварков), но и допускает существование более сложных структур (тетракварки, пентакварки, глюболы и т.д.). Впрочем, несмотря на то, что многокварковые состояния не противоречат природе сильных взаимодействий, до 2003 года они экспериментально не наблюдались. Первые указания на существование более сложных, чем мезоны и барионы, кварковых систем, появились в 2003 г. с обнаружением детектором Belle четырехкваркового состояния X(3872). В 2015 г. в эксперименте LHCb были зарегистрировали сразу два пентакварка со скрытым чармом (частицы, содержащие систему с-кварка анти с-кварка). За прошедшее время была значительно улучшена точность эксперимента и повышен в девять раз объем анализируемой статистики, что позволило в 2019 г. объявить об обнаружении уже трех пентакварков.

«Главный результат эксперимента 2019 г. заключается в том, что одно состояние, обнаруженное в 2015 г., расщепилось на два, то есть надежно было установлено, что тот пик, который был зарегистрирован как один пентакварк, оказался двумя близкими по массе состояниями, – прокомментировал заместитель директора ИЯФ СО РАН, декан физического факультета НГУ, участник коллаборации LHCb, член-корреспондент РАН Александр Бондарь. – В результате мы имеем два «расщепившихся» пентакварка с массами 4440 и 4457 МэВ и еще один пентакварк с массой 4,3 ГэВ, который в предыдущем эксперименте не выглядел статистически значимым».

Хотя пентакварки и называют иногда «экзотическими» состояниями, на самом деле вполне ожидаемы в рамках Стандартной модели. Термин «экзотический» скорее более применим к явлениям вне рамок Стандартной модели.

Изображение
Схема возможного расположения кварков в пентакварковой частице. Image: Daniel Dominguez

«В физике высоких энергий принято верифицировать результаты в независимых экспериментах на других установках, – пояснил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, заведующий кафедрой физико-технической информатики ФФ НГУ, сотрудник коллаборации LHCb, кандидат физико-математических наук Павел Кроковный. – Но в данном случае проблема в том, что Λb-барион рождается только на коллайдере LHC. Электрон-позитронный коллайдер SuperKEKb возобновил набор данных с детектором Belle II, но энергии коллайдера не хватит для рождения Λb – это технически невозможно. Другим экспериментам на LHC (ATLAS и CMS) не хватит точности определения массы, чтобы увидеть пентакварки в распадах Λb. Впрочем, полученные в 2019 г. на LHCb результаты можно считать вполне надежными. Статистическая значимость обнаружения двух пентакварков, которые раньше выглядели как один, больше 5 стандартных отклонений».

О высокой надежности эксперимента 2019 г. говорит то, что он не только подтвердил результаты 2015 г., но и с большей точностью и аккуратностью уточнил их. Дальнейшая задача ученых состоит в том, чтобы определить, основываясь на свойствах экспериментально наблюдающихся состояний, хотя бы качественную модель явления. Дело в том, что подобные эксперименты опережают понимание происходящего. Из-за вычислительных сложностей КХД не может предсказать не только основные параметры пентакварков, но даже должны ли они существовать или нет.

«Мы не можем предсказать, где будут обнаружены следующие пентакварки, – добавил Александр Бондарь, – мы можем пока лишь определить, с какой моделью лучше согласуется наблюдаемая в эксперименте картина. Однако, экспериментальные результаты стимулитуют развитие новых методов, например, численные расчеты в КХД на решетках, которые способны обеспечить прорыв в понимании многокварковых систем».

По словам Александра Бондаря, изучение новых многокварковых систем поможет расширить представления об универсальных свойствах и законах природы, о том, как устроена сильно взаимодействующая (ядерная) материя, возможно, будут получены дополнительные знания об устройстве и эволюции звезд.

Источник: http://www.inp.nsk.su/press/novosti/2313-eksperiment-v-tsern-podtverdil-sushchestvovanie-redkikh-mnogokvarkovykh-sostoyanij