Главная В избранное Контакты News О проекте Планы сайта Карта Гостевая
счетчик сайта
Размер шрифта:

>>Найти: на:

Кратко:


Из школьного курса физики мы все помним, что любое материальное тело обладает массой.

И так мы к этому привыкли, что даже не задумываемся, а что же такое масса и почему материальные тела ей обладают?

Такой вопрос в 60-х годах прошлого столетия задал себе физик из Эдинбурга по имени Питер Хиггс. Согласно его теории, причиной феномена массы является поле (поле Хиггса), которое словно некая "тягучая субстанция" проникает во все потаенные и не очень потаенные уголки Вселенной и к тому же имеется внутри любого твердого тела. Возникает это поле посредством содержащейся в вакууме "энергии пустого пространства". Хиггс-бозон возникает, когда поле становится энергетически сильным, например, за счет столкновения частиц. Понятно? Нет? Не стоит расстраиваться, потому как досконально понять ее могут только люди, профессионально занимающиеся физикой. Есть даже история, рассказываемая студентам-физикам на лекциях по теории Хиггса, как английский физик Дэвид Миллер получил бутылку шампанского от министра науки Великобритании Уильяма Валдергрэйва за то, что он на одной странице смог доступно объяснить сущность дела: "Представьте вечеринку, на которой пришедшие гости равномерно заполнили зал... Входит королева Англии (Хиггс-бозон). Все двигаются к ней. При дальнейшем прохождении она притягивает стоящих перед ней. Те, кто остался позади, снова равномерно заполняют зал. Группа вокруг нее имеет большую массу, чем обычно".

Так вот, начиная с шестидесятых годов, многие физики-экспериментаторы искали выведенную на бумаге и так нужную всем частицу. С тех пор ими обнаружена масса других элементарных частиц, а вот Хиггс-бозон никак не хотел попадаться им в сети. Кстати сказать, не все элементарные частицы, как это может показаться, малы. Так, например, академик Моисей Марков доказал возможность существования элементарной частицы максимон с немыслимой энергией 10 в двадцатой степени гигаэлектронвольт (Гэв), которая может содержать внутри себя всю Вселенную. Легчайшие из Хиггс-бозонов имеют энергию в 100 Гэв, но не исключены гиганты в 1 миллиард Гэв.

Конечно, никто не говорит что на современном этапе развития науки, физикам удастся зафиксировать Хиггс-бозоны с энергией 1 миллиард Гэв. Речь может идти, только о нахождении и доказательстве существования самых легких частиц этого класса. В 2000 году за несколько недель до того момента, когда электрон-позитронный коллайдер (Large Electron Positron Collider - LEP), на который возлагали большие надежды по нахождению Хиггс-бозонов не оправдал их, и должен был быть остановлен, на адрес руководства ЦЕРНа поступило заявление от группы физиков. В нем утверждалось, что в ходе обработки данных, полученных во время последнего сеанса, обнаружены события, похожие на рождения неуловимой частицы, а также содержалась просьба о продлении срока работ. Просьба была удовлетворенна, но тогда история так ничем и не закончилась.

И вот недавно физики ЦЕРНа закончили сборку одного из последних блоков большого адронного коллайдера (LHC), который может достичь энергий 150 - 200 Гэв, то есть вполне достаточной, чтобы увидеть самые легкие Хиггс-бозоны. Если это удастся, то человечество сможет перевернуть еще одну страницу в книге тайн происхождения Вселенной.

 

    

За малые деньги скотч 3м по выгодным ценам. Точно в срок.

    

 

Это интересно знать

ЦЕРН. История и настоящее физики элементарных частиц

Основные этапы работы ЦЕРН

1954 год — начало строительства первого ускорителя: протонного синхроциклотрона, который заработал в 1957 году.
1959 год — запуск протонного синхротрона (PS), который стал на несколько лет самым мощным ускорителем в мире: он разгонял протоны до энергий 28 ГэВ.
1967 год — был построен первый в мире коллайдер — ускоритель, в котором осуществляются столкновения встречных пучков частиц.
1976 год — заработал суперпротонный синхротрон (SpS), который в 1981 году был приспособлен для протон-антипротонных столкновений.
1983 год — на SpS открыли W- и Z-бозоны — переносчики слабого взаимодействия. Важность открытия была столь высока, что на следующий год физики, обнаружившие эти частицы, получили Нобелевскую премию (Симон ван дер Мер, Карло Руббиа).
В начале 1980-х годов был предложен проект ускорителя, осуществляющего столкновения электронов и их антиподов — позитронов, — большой электрон-позитронный коллайдер (LEP). Осенью 1983 года началось строительство LEP. В долине Женевского озера на глубине ста метров был вырыт кольцевой туннель общей длиной 27 километров. Качество подземных работ было столь высоким, что, когда в 1988 году два конца туннеля соединились, расхождение между ними составило всего один сантиметр. В точках пересечения встречных пучков ускорителя были построены четыре экспериментальные установки, каждая из которых состояла из большого числа детекторов частиц.

Ускоритель неоднократно перестраивался для достижения все больших энергий частиц. То, как физики и инженеры пытались добиться повышения энергии столкновения, — отдельная и большая история. Не останавливаясь на ней, приведем лишь такой факт: ученые установили зависимость энергии разгоняемых частиц от положения Луны по отношению к Земле, от уровня воды в Женевском озере, от прибытия поездов на железнодорожный вокзал Женевы и от многих других, казалось бы, незначительных факторов. Причина их влияния — небольшие деформации кольца ускорителя, ухудшающие фокусировку пучков. Ювелирный учет таких тонкостей помог довести энергию столкновения до 210 ГэВ.

LEP за одиннадцать лет работы подарил физикам много интересных результатов, самые важные из которых — всестороннее изучение W- и Z-бозонов. Современные представления о природе этого типа взаимодействия сложились именно под влиянием результатов работы ускорителя LEP. Эксперименты на LEP позволили показать, что на самом деле слабое и электромагнитное взаимодействия имеют сходную природу и могут быть объединены в рамках одного взаимодействия — электрослабого. А отсюда уже не так далеко до теории Великого объединения, над которой ломают головы физики всего мира.

Большой адронный коллайдер

В начале 1990-х, когда на новеньком ускорителе LEP еще не успела высохнуть краска, ученые в ЦЕРН уже начинали задумываться над тем, что бы такое построить следом за ним. И придумали — программу «Как все началось».

В декабре 1991 года Совет ЦЕРН одобрил проект ускорителя нового поколения — Большого адронного коллайдера (LHC). Для него был не нужен новый туннель — вполне годился и старый, тот, что был вырыт для LEP. Решено было, что «ускорители-старички» PS и SpS также не останутся без работы — они будут придавать частицам первоначальную энергию.

Строительство LHC началось в ноябре 2000 года. В 27-километровом туннеле построено новое кольцо труб, в котором с помощью особым образом расположенных сверхпроводящих магнитов, поле которых составит более 8 тесла, будут одновременно разгоняться два пучка протонов. Важная характеристика — светимость, величина, пропорциональная количеству протон-протонных соударений за единицу времени, — будет в сто раз больше достигнутых значений. За одну секунду на экспериментальных установках LHC будет происходить более одного миллиарда соударений! Кроме протонов, на LHC планируется разгонять и тяжелые ядра атомов — например, свинца. Запуск LHC намечается на 2008 год. В работе над созданием LHC принимают участие 720 российских ученых.

Зачем физикам такой мощный ускоритель?

В 2008 году ученые планируют воспроизвести в ядерной лаборатории те далекие первозданные условия, когда еще не было протонов и нейтронов, а существовала сплошная кварк-глюонная плазма. Иными словами, исследователи надеются увидеть мир элементарных частиц в том виде, каким он был всего через доли микросекунд после Большого взрыва, то есть после образования Вселенной. Программа называется «Как все началось»»

Кроме того, уже более 30 лет в научном мире выстраиваются теории, объясняющие наличие массы у элементарных частиц. Одна из них предполагает существование бозона Хиггса. Эту элементарную частицу называют ещё божественной, поскольку, возможно, именно благодаря хиггсовским полям наш мир приобретает массу и способность двигаться по инерции в нужном направлении. Как сказал один из сотрудников ЦЕРН, «поймав следы Хиггс-бозона, я приду к своей бабушке и скажу: погляди, пожалуйста, — вот из-за этой маленькой штучки у тебя столько лишних килограммов». Но экспериментально существование бозона пока подтвердить не удалось: все надежды — на ускоритель LHC.

Система GRID — продолжение WWWW

Специалисты ЦЕРН подсчитали, что потоки данных, генерируемые LHC, будут огромными. Для сравнения можно сказать, что они превысят объемы всей телекоммуникационной информации, циркулирующей сегодня по Европе. Четыре гигантских детектора этого ускорителя будут накапливать больше чем 10 миллионов гигабайтов данных о событиях при столкновении частиц в течение каждого года. Это эквивалентно содержанию примерно 20 миллионов компьютерных компакт-дисков. Существующий сегодня способ использования компьютеров не позволит справиться с обработкой такого гигантского объема данных. Поэтому в ЦЕРН предложена принципиально новая концепция. По аналогии с электрическими сетями (electric power grid) ее назвали GRID).

Она заключается в возможности производить вычисления с помощью глобальных компьютерных ресурсов, то есть, используя процессоры удаленных компьютеров. Другими словами, идея GRID проста: сеть — это и есть один огромный суперкомпьютер, натянутый на Земной шар. GRID подсоединит миллионы компьютеров из всех регионов Земли к телескопам астрономов, микроскопам биологов, суперкомпьютерам математиков и, наконец, к ускорителям физиков. Как обработать гигантские объемы данных? Где их хранить? Как получить доступ к ним с другого конца земного шара? GRID позволит решить такие задачи, оптимизировав работу с терабайтами информации. Ученые ЦЕРН уверены, что новая система произведет революцию, по своему значению подобную появлению интернета.

Большой андронный коллайдер (LHC)

Крупнейшая в мире установка для ускорения, накопления и столкновения пучков частиц сверхвысоких энергий. На ускорителе будут сталкиваться пучки протонов с энергиями до 7 тераэлектронвольт (ТэВ) и пучки ускоренных ядер с энергиями до 1150 ТэВ. Причем это будут не только самые энергичные, но и самые интенсивные пучки в мире. Длина вакуумного кольца, в котором будут ускоряться частицы, — 27 километров. Чтобы удержать пучок частиц в кольце, необходимы сильные магнитные поля, которые можно получить только с использованием эффекта сверхпроводимости. LHC будет самой большой “сверхпроводящей” установкой в мире с удерживающим магнитным полем величиной 10 Тесла. Около 4000 тонн металла будет охлаждено до температуры на 291о ниже комнатной (-271о по Цельсию, всего на 2о выше абсолютного нуля температур). В результате ток в 1,8 миллиона ампер будет проходить по сверхпроводящим кабелям почти без потерь.

Материал подготовлен  на основе информации
открытых источников интернет.

>>>Читайте дальше: В недалёком будущем путешествия во времени станут реальностью.

Лунное притяжениеКосмический телескоп им. Эдвина П. Хаббла [1 2]Космические открытия телескопа им. ХабблаОрбитальные телескопы ближайшего будущегоАстрономические открытияЖизнь стара как мир ...Вселенная в атоме?За пределами Солнечной системы обнаружена водаЦЕРН. История и настоящее физики элементарных частиц [1 2]Путешествия во времени станут реальностьюЦЕРН. Большой адронный коллайдер запущенЯдерные изомерыШаровая молния - сестра летающих тарелок?Научные гипотезы о воскрешении человекаЗагадочные возвращения

 
 
Главная В избранное Контакты Новости О проектеПланы сайта

 

 

 

 

   
Rambler's Top100 Рейтинг лучших сайтов категории Наука / Образование


© KV