|
(Продолжение. Начало см. Часть 1)
Разработка и строительство самого большого в мире ускорителя элементарных частиц с самого начала были окутаны ореолом тайны, а суть экспериментов в некоторых кругах считалась оккультизмом.
Европейская организация ядерных исследований (CERN) была основана в 1954 году. К настоящему времени CERN стал первоклассным примером интернационального взаимодействия более чем 20 членов и самой большой лабораторией физики элементарных частиц в мире.
Первый научный состав CERN
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 ускорителя (Большого электрон-позитронного коллайдера), в туннеле которого он и расположился. Сам туннель находится под землей на границе Швейцарии и Франции на глубине от 75 до 150 м. Протяженность туннеля составляет 27 км. По всей длине туннеля ходит специальный грузопассажирский электропоезд. Стоимость проекта на сегодняшний день составила 8 миллиардов евро.
Модель ускорительного канала БАК
|
План размещения подземных и наземных
объектов БАК
|
БАК в геомасштабе
|
Один из лифтов, ведущих в туннель БАК
|
Информация в прессе о большом адронном коллайдере появляется регулярно. Область атомных исследований всегда была благодатной почвой для развития в СМИ шумихи на тему техногенных катастроф и других альтернативных концов света. Дабы приоткрыть печать тайны коллайдера, для мирового сообщества было решено допустить на объект учителей физики разных стран. По мнению директора CERN Роя Глобера (Roy Glauber), учителя физики, в силу своей профессиональной деятельности, как никто другой смогут на понятном языке объяснить детям, стоит ли чего-либо всерьез опасаться.
Участники российского заезда
|
Мик Сторр (Mick Storr) - куратор программ
для учителей физики в CERN
|
Рой Глобер (Roy Glauber) - директор CERN
|
В ноябре впервые в CERN отправилась группа из России. В составе группы из 35 человек был преподаватель физики Центра довузовской подготовки ТТИ ЮФУ Якунина Ольга Борисовна. Эксклюзивные фото, сделанные ею в CERN, легли в основу этой статьи.
За несколько дней российские преподаватели были допущены практически во все лаборатории CERN. Исключением стал сам туннель коллайдера, в котором к тому времени уже начался процесс подготовки к запуску.
В туннеле смонтированы 1720 сверхпроводящих магнитов 20 различных модификаций. Длина некоторых достигает 15 метров.
Элементы БАК. Элементы магнитов
|
Элементы БАК. Сверхпроводящий кабель
|
Элементы БАК. Сегмент ускорительного
канала
|
Элементы БАК. Сегмент ускорительного
канала в разрезе
|
Разогнав пучок частиц до скоростей, близких к скорости света, их сталкивают. Плотность энергии и температура, получаемые при соударении, близки к тем, которые существовали в первый момент после Большого Взрыва. Так ученые-физики пытаются раскрыть тайну происхождения Вселенной.
Протонная пушка
|
Детектор ATLAS
|
Каждый пучок состоит примерно из 3000 потоков частиц, каждый из которых включает 100 миллиардов частиц. Частицы настолько мелкие, что вероятность соударения ничтожно мала. В результате пересечения потоков среди 200 миллиардов частиц происходит до 20 соударений. Потоки пересекаются с частотой около 30 миллионов раз в секунду, поэтому Большой адронный коллайдер производит до 600 миллионов соударений частиц в секунду. Для фиксации результатов соударений используются уникальные детекторы. Самый большой из них ATLAS (от англ. A Toroidal LHC ApparatuS). Его габариты составляют 46 м в длину, 25 метров в высоту и ширину, а вес - 7000 тонн.
Управление всей лабораторией происходит из Контрольного Центра CERN, оснащенности которого позавидует даже Центр управления полетами космодрома. Сейчас система полностью автоматизирована и требует минимального человеческого вмешательства. А когда-то управление ускорителем осуществлялось вручную.
Центр контроля CERN
|
Центр контроля CERN
|
Центр контроля CERN 1963 года. Полное
ручное управление
|
Центр контроля CERN 1963 года
|
Процесс анализа полученных результатов - непростая задача. Для ее решения был построен специальный Дата-Центр на базе Grid-технологий. Он состоит из более чем 6000 компьютеров, объединенных в кластер распределенных вычислений, ставший основой всемирной научно-исследовательской сети. Всемирная сеть объединила 350 городов, 55 стран, 150 000 компьютеров, 26 PetaBytes (Disk), 40 PetaBytes (Tape), более 15 000 пользователей.
Карта каналов Grid-сети
|
Дата-Центр на 6000 компьютеров
|
Дата-Центр на 6000 компьютеров
|
Точка получения задания для расчетов
|
Сотрудники CERN внимательно относятся к своей истории. Ими создан большой музей «Сфера и инновации». В лабораториях же находятся экспонаты, которые, возможно, в скором времени лягут в основу нового музея «История компьютерной техники».
Ленточные носители информации
|
Один из первых компьютеров, используемых
в 1990 году для создания Всемирной
паутины
|
Одна из первых сетевых плат
|
Первые жестки диски
|
В заключение несколько интересных фактов. Центральная часть Большого адронного коллайдера представляет собой самую большую в мире морозильную камеру. Температура в ней ниже, чем в самой удаленной части космоса. Это условие необходимо для эффекта сверхпроводимости.
Давление в ускорительном канале коллайдера в 10 раз меньше, чем на поверхности Луны. Такое состояние называют ультравакуумом.
Ученые допускают вероятность появления «черной дыры» в результате экспериментов. Но энергия «черной дыры» будет настолько мала, что она исчезнет так же быстро, как и появится. И узнать о ее образовании можно будет только по продуктам распада.
В одной из серий научно-фантастического телесериала Лекс (The Lexx) главные герои оказываются на Земле. Обнаруживается, что Земля относится к планетам «типа 13» на последней стадии развития. Планеты «типа 13» всегда уничтожают себя сами в результате неудачного опыта по определению массы бозона Хиггса на сверхмощном ускорителе элементарных частиц, при этом сжимаясь до размеров горошины. В конечном итоге Земля была уничтожена : )
|
