Nel cuore dell'Europa, vicino al confine tra Francia e Svizzera, vicino a Ginevra, si trova il centro di ricerca dell'Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN). È qui che è stato costruito il Large Hadron Collider (LHC), la più grande struttura sperimentale al mondo per condurre ricerche progettate per provare o confutare le numerose ipotesi scientifiche che sono sorte nella fisica teorica negli ultimi anni.
Gli ultimi lavori di costruzione sono stati completati qui nel novembre 2006, ma il primo lancio ufficiale è avvenuto solo nel settembre 2008. Naturalmente, è stata utilizzata solo una parte della capacità di progettazione.
Morte in un buco nero
Tuttavia, non tutto nel funzionamento del dispositivo è andato subito liscio. Poco dopo il lancio del collisore, a settembre, si è verificato un incidente che lo ha disabilitato per un anno intero. Molti giornalisti si sono affrettati ad annunciare le ragioni mistiche dell'incidente: presumibilmente poteri superiori non tollereranno l'interferenza nel sancta sanctorum della natura - il suo microcosmo. Tuttavia, gli specialisti dell'istituto hanno fornito con calma una spiegazione completamente terrena al fallimento: il cablaggio semplicemente non poteva sopportarlo.
Questa spiegazione non si adattava ai rappresentanti dei media. Molti di loro, non avendo, tuttavia, motivi sufficienti, prevedevano conseguenze terribili per il mondo se i test al collisore fossero continuati. Una vera isteria si dispiegò intorno al collisore. Qualcuno ha affermato che i test avrebbero aperto la porta a un mondo di energia oscura inesplorata e materia oscura che riempie il vuoto dell'universo. E questo porterà a conseguenze imprevedibili. Qualcuno ha gridato che gli esperimenti porterebbero inevitabilmente all'emergere di buchi neri, che, con una velocità sempre maggiore, assorbirebbero prima l'istituto stesso e poi il nostro intero pianeta. Niente e nessuno si salverà, a meno che tu non scappi da un buco nero a una velocità superiore a quella della luce. Ma, come sai, niente sulla Terra può muoversi a una tale velocità. Comunque sia, gli scienziati hanno mostrato vero coraggio,non soccombere agli avvertimenti dei dilettanti, e tuttavia ha lanciato il collisore.
Tunnel dei miracoli
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L'LHC è un vero miracolo della tecnologia moderna. Immagina un gigantesco dispositivo di incredibile complessità, situato in un cerchio in un tunnel sotterraneo. All'interno dei tubi che compongono l'LHC, i fasci di particelle cariche si muovono con un'enorme velocità in direzioni opposte. Il tunnel è lungo quasi 27 chilometri e si trova a una profondità compresa tra 50 e 175 metri, in pendenza verso la superficie della terra. Il sistema include acceleratori che consentono alle particelle di accelerare alla velocità richiesta dai ricercatori, magneti che trattengono i flussi di particelle nella direzione desiderata e sensori che consentono di determinare la posizione delle particelle e le loro caratteristiche.
Nonostante le dimensioni microscopiche della sostanza studiata stessa, tutto nell'LHC colpisce per le sue dimensioni. Ad esempio rilevatori alti 25 metri, la temperatura di esercizio dei magneti è di -271 ° C, il consumo energetico è pari al 10% del consumo totale annuo di un piccolo paese, la fantastica velocità dei grappoli di particelle, che permette 10.000 giri al secondo.
Protoni e combinazioni di protoni di piombo e neutroni, o ioni pesanti, vengono utilizzati come materiale di lavoro. Le particelle si muovono a una velocità incredibile, vicina alla velocità della luce, che, senza VAK, sarebbe possibile solo se riscaldate a milioni di gradi Celsius, in condizioni vicine alle condizioni per l'emergere dell'Universo. Durante il movimento, le particelle entrano in collisione tra loro e si disperdono in direzioni diverse, ma sotto forma di quark, che sono decine di migliaia di volte più piccoli dei protoni. Pertanto, il dispositivo è stato chiamato collisore, dalla parola inglese collide - "to collide". È vero, i quark si combinano quasi istantaneamente in nuove particelle, così rapidamente che gli scienziati non hanno il tempo di considerarli. Tuttavia, questo è adatto a tutti, perché lo studio delle proprietà di nuove particelle è sufficiente per ottenere dati sulle proprietà dei quark.
Gli enigmi non diventano mai più piccoli
Con l'aiuto del VAK, gli scienziati sperano di ottenere la conferma di molte ipotesi. Ad esempio, ci sono ancora accesi dibattiti su ciò di cui è fatta la materia, cioè su tutto ciò che è intorno, compresi noi stessi. Fino a poco tempo si credeva che la cosiddetta teoria del Modello Standard per la costruzione dell'Universo fosse stata studiata a fondo. Tuttavia, gli scienziati non hanno ancora ricevuto risposte a tutte le loro domande. Ad esempio, riflettono su qual è la natura della massa, come si è formata la massa dopo il Big Bang, che ha dato origine allo spazio, come sorgono materia e antimateria, e perché non vanno d'accordo, cos'è l'energia oscura e la materia oscura, dove, come e perché sorgono.
Allo stesso tempo, negli ultimi anni, sono apparse nuove ipotesi scientifiche che vanno ben oltre il Modello Standard e cercano di rispondere proprio a queste domande. Ebbene, ad esempio, la famosa teoria delle stringhe, secondo la quale ci sono un numero enorme di altre dimensioni intorno a noi, che sono distorte a tal punto che semplicemente non sospettiamo nemmeno della loro esistenza. Ma interi mondi esistono all'interno di queste corde più sottili. Se questa teoria, grazie alla Commissione per l'Attestazione Superiore, troverà la sua conferma, allora potremmo essere in grado di trovare la risposta a molti misteri della nostra storia e modernità. Ebbene, per esempio, perché circa 40.000 anni fa scomparvero improvvisamente i Neanderthal, che fino ad allora molti millenni convissero pacificamente sul nostro pianeta insieme agli antenati umani - Cro-Magnons. O dove gli UFO appaiono nel cielo sopra le nostre teste,i loro movimenti violano tutte le leggi note della fisica, e dove scompaiono all'improvviso come sono apparsi. E le navi alla deriva nel Triangolo delle Bermuda in completa calma, ma senza un'anima a bordo? E il famoso Philadelphia Experiment? L'elenco dei fenomeni misteriosi associati all'apparizione e alla scomparsa di persone e oggetti continua all'infinito.
A proposito, durante uno degli esperimenti, gli scienziati hanno scoperto che alcuni dei protoni sulla strada per il rivelatore … sono semplicemente scomparsi. Cioè, la questione è scomparsa. Perché questa non è una conferma della teoria delle stringhe?
Mattoni magici, o sui benefici di camminare in montagna
Inoltre, c'è un altro intoppo nel modello standard. Sembra che gli scienziati siano arrivati al fondo delle più piccole, cosiddette particelle elementari che compongono l'universo. Ma no, non c'era! Per dirla semplicemente, sappiamo tutti dalle lezioni di fisica scolastica che qualsiasi sostanza è costituita da molecole, molecole di atomi e atomi, a loro volta, sono costituiti da particelle ancora più piccole - protoni e neutroni, che sono anche chiamati adroni (da cui il nome - Hadron Collider), che a loro volta sono costituiti da quark. Ma c'è, si scopre, una particella ancora più piccola: il bosone, dal nome del famoso scienziato indiano Shatyendranath Bose, membro della Royal Society di Londra, che ne suggerì l'esistenza a metà del secolo scorso.
Diversi decenni dopo, il fisico teorico scozzese Peter W. Higgs, professore all'Università di Edimburgo, sviluppò la teoria di Bose e, a sua volta, suggerì che il bosone converte il fotone del campo in una particella di materia con massa. In altre parole, qualcosa esce dal nulla con l'aiuto di un bosone.
Quindi, i bosoni di Higgs dovrebbero d'ora in poi diventare la base del Modello Standard, gli stessi mattoni da cui viene costruito qualsiasi oggetto della natura con l'aiuto di una forza magica chiamata dagli scienziati supersimmetria. È già chiamato "una particella di Dio", quindi una "particella maledetta". E alcuni burloni l'hanno persino soprannominata "bosone" una bottiglia di champagne ".
Tuttavia, fino ad ora l'esistenza del bosone non è stata dimostrata sperimentalmente. È interessante notare che l'idea del ruolo del bosone nei processi molecolari è venuta a Higgs durante un'escursione nelle montagne di Edimburgo. Questo è ciò che significa aria fresca combinata con l'esercizio!
Quindi, uno degli obiettivi del WAK è proprio quello di confermare l'esistenza di questo stesso bosone di Higgs. Trovarlo per i fisici è come trovare l'anello mancante più importante nell'evoluzione umana per gli antropologi. L'ho trovato e ogni cosa nell'immagine dell'universo va subito a posto. L'ultima cella del puzzle è chiusa. Comunque sia, negli ultimi mesi gli specialisti del Centro hanno già fatto molte scoperte, e ancora di più, secondo le loro previsioni, sarà fatto molto presto. Ad esempio, gli scienziati si sono avvicinati a confermare l'esistenza del mitico neutralino e stanno per fare una scoperta sensazionale sull'esistenza della materia oscura.
Pensiamo che avranno successo. Non possiamo che augurare loro buona fortuna!
Rivista: Segreti del XX secolo №3. Autore: Sergey Sukhanov
