Wielki Zderzacz Hadronów (LHC, CERN)

Bozon Higgsa? Boska cząstka? Któreś z tych określeń znasz? A może miniaturowe czarne dziury? Prawdopodobnie słyszałeś i o tym i o tym. A Wielki Zderzacz Hadronów? Albo Akcelerator cząstek? Jestem pewien, że choć jedno z tych określeń słyszałeś w mediach. Ale czy wiesz, czym jest tak naprawdę LHC?

Na starcie wyjaśnimy sobie, czym są owe hadrony. Otóż hadrony to cząstki silnie oddziałujące, złożone z kwarków, znajdują się one w Modelu standardowym. Są one zbudowane z kwarków, lecz w zakresie niskich i średnich energii nie trzeba uwzględniać ich struktury, dlatego są nazywane elementarnymi. Zaś same kwarki są cząstkami fundamentalnymi.


Bozony są hadronami. A czym jest bozon Higgsa? Cóż, jego istnienie zakładaliśmy już dawno temu, lecz dopiero w 2012 roku zdołaliśmy go odkryć. Najprościej powiedzieć, że dzięki niemu cząstki z Modelu Standardowego, które nie mają masy, otrzymują ją. Jak? Pola kwantowe sprzęgają się z polem Higgsa, i dochodzi do spontanicznych załamań symetrii. Dzięki tej cząstce możemy używać wagi. Dlaczego tak trudno było odkryć tą cząstkę? Ponieważ rozpada się ona niemal natychmiast, zostawiając tylko tzw. dżety hadronowe, Naukowcy również do końca nie wiedzieli, jaka masę ma ten bozon, więc strzelali trochę na ślepo

Przejdźmy teraz do głównego pytania, mianowicie czym jest Wielki Zderzacz Hadronów.

Jest to ogromny ośrodek.(LHC wchodzi w skład CERNu). W większym ogóle jest to największy na świecie akcelerator cząstek (zostają one rozpędzone do energii 17 TeV (CM) przy zderzeniu). Gdy hadrony się ze sobą zderzają, zachodzą różne reakcje, które są później później analizowane (tak właśnie odkryto bozon Higgsa).
Cały ośrodek jest podzielony na wiele części. Wycinek z Wikipedii :

ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) – toroidalny detektor ogólnego przeznaczenia,
CMS (ang. Compact Muon Solenoid) – detektor ogólnego przeznaczenia zaprojektowany ze szczególnym naciskiem na identyfikację mionów i uzyskanie dużej rozdzielczości pomiaru ich pędów,
LHCb (ang. Large Hadron Collider beauty) – detektor mezonów B,
ALICE (ang. A Large Ion Collider Experiment) – detektor do obserwacji wyników zderzeń jonów,
TOTEM (ang. TOTal Elastic and diffractive cross section Measurement) – badanie całkowitych przekrojów czynnych, rozpraszania elastycznego i dysocjacji dyfrakcyjnej,
LHCf (ang. Large Hadron Collider forward) – symulacja promieniowania kosmicznego w laboratorium.
MoEDAL (ang. Monopole and Exotics Detector at the LHC) – poszukiwanie powolnych i silnie jonizujących stabilnych cząstek egzotycznych, np. masywnych cząstek super symetrycznych lub monopoli magnetycznych. Eksperyment jest w fazie przygotowania


Jakie badania są prowadzone na terenie CERN? Różnego typu i bardzo wiele. Od szukania nowych cząstek (o których istnieniu nie mamy pojęcia, lub przewidujemy, że istnieją), poprzez symulacje promieniowania kosmicznego, aż do prób odkrycia ciemnej materii, czy nawet tworzeniu miniaturowych czarnych dziur! Ale czy to ostatnie jest możliwe?

Otóż sprawa ma się tak. By wytworzyć czarną dziurę (nawet taką najmniejszą) jest potrzebna bardzo duża energia. Choć LHC ma naprawdę ogromny potencjał jak i duży zasób mocy, sądzę iż ciężko będzie tam stworzyć czarną dziure. choć jeśli im się to uda, będę im z całego serca gratulował.
Czemu ma się przyczynić badanie czarnych dziur i czy niesie to za sobą jakieś konsekwencje? Głównie chodzi o zbadanie innych wymiarów. ma to służyć lepszemu poznaniu fizyki kwantowej, ponieważ dzisiejsze obliczenia w trzech standardowych wymiarach dają niespójne dane. Dopiero po dodaniu następnych wymiarów, wszystko zaczyna się układać. Jeżeli uda się udowodnić istnienie innych wymiarów, będzie to kolejny ogromny krok w fizyce.
Jeżeli owa osobliwość powstanie, nie zagrozi nam w żaden sposób. Otóż czarna dziura nie jest jakimś tworem, która wsysa wszystko i wszędzie. Gdyby nasze Słońce zamieniłoby się w czarną dziurę, nie wessałoby w magiczny sposób Ziemi. Dlaczego? Ponieważ masa zostanie ta sama, nie uzyska jej nie wiadomo ska.. Nasza planeta wciąż krążyłaby wokół tego obiektu i byłoby o wiele ciemniej. Tak samo będzie z czarną dziurą w LHC. Gdy zderzą się dwa protony i powstanie ów osobliwość, będzie miał on masę dwóch protonów, i wyparuje mniej więcej w czasie 10-27

Gdyby jakimś cudem udało się jej przeżyć, to wsysałaby Ziemie przez wieki :) 
Previous
Next Post »
0 Komentar