Большой Адронный Коллайдер

[felis manul]

Между тем, сторонники возможности черной дыры "своими руками" - заронили таки сомнение в головы граждан  Wink

Возражения их противников - независимо от их добросовестности/не?заинтересованности - имеют характер типа "этого не может быть, мы ведь ученые!!!"  Grin То есть в сущности просто несостоятельныe возражения Cheesy

P.S. Это мнение обывателя, около физики. Не берите в голову...

Возражениям типа "этого не может быть" приходится верить. Если бы "серьезные ученые" видели малейшую возможность создания искусственной черной дыры они бы уже трубили об этом на каждом углу и выбивали деньги под этот проект. Пусть рухнет мир, зато "какая интересная физика".

[Stepa]

Имелось в виду, что при взаимодействии протонов, если мы можем увеличивать их энергию, то они будут представляться друг другу все более структурными частицами. Но, конечно, "околосветовая скорость" является очень плохой характеристикой. 0,999c или 0,9999c - какая "околосветовее"?
Время жизни виртуальных ч-ц пропорционально 1/m^2; увеличивая энергию мы уменьшаем старую добрую комптоновскую длину как l ~ 1 / p (p - импульс), благодаря чему начинаем "замечать" структуру на этом размере.  Такая аналогия камня и колеса. Если радиус колеса много больше размера камня, камня мы не увидим; если много меньше - наше колесо просто остановится; самое интересное, когда размеры будут сравнимы - нас начнет трясти на ухабах.

Протоны на 10 МэВ (0.14c  - диапазон термоядерных реакций) ведут себя как слегка размытые капельки клея без всякой структуры.

Протоны на 500 МэВ (0.75c - низкоэнергичная физика эл. частиц) замечают структуру друг в дружке, начинают демонстрировать уровни энергии внутри собственной структуры. Принципиально очень интересный раздел физики.

Протоны на 10 ГэВ (0.994c - раньше считалась вполне физикой высоких энергий - Серпуховский ускоритель - 76 ГэВ). На этой энергии вот этот самый процесс

Если же импульс кварка относительно протона большой, то струна лопается, и на месте разрыва возникает кварк-антикварковая пара.

становится все более и более эффективным, и мы наблюдаем рождение новых кварков, а с ними и частиц с новыми для нас свойствами.
На этой энергии уже можно получить искомые антипротоны и антинейтроны. Нам доступны почти все кварки, кроме t, и тут много частиц и резонансов.

Протоны на 50 ГэВ (0.998c - передний край науки 70-х годов прошлого века. b-кварк мы "прошли" (~10 ГэВ), а до t(100 ГэВ) - еще не достаем. Структуры в друг друге они не видят снова, просто слипаются в "файрбол".  Множественное рождение частиц. Но плотностей КГП мы пока не достигаем. Редкие на 10 ГэВ частицы стали появляться чаще и можно исследовать их свойства внимательнее. Но большинство событий замылено множественным рождением. На этой энергии можно попробовать получить антигелий. Шансы там таковы, что из охлаждающегося файрбола сконденсируется два антипротона, рядом с ним - антинейтрон, и они склеются. При росте энергии и размеров файрбола вероятность увеличивается.

Протоны более 200 ГэВ(>0.99999c) - текущая физика высоких энергий. Теперь нам доступны по энергии все-все кварки, включая t-кварк, в игру вступили W, Z - бозоны по-настоящему - теперь электромагнитное и слабое взаимодействие стали неотличимы, но это не самое главное. Главное, что на такой энергии наступает деконфайнмент, и протон теряет остатки своей структуры, как капли клея, которая потом стала "каплей клея с полочками", а потом "каплей клея с струнами". Получается рекламная КГП - кварк-глюонная плазма, а на месте протонов оказывается "файрбол".  Чтобы добавить драматизма, сталкивают не протоны а более тяжелые ядра(золото или свинец), что просто добавляет вещества в файрбол. Энергия на один протон / нейтрон остается той же.

После образования КГП остывает, для ее составных частей вновь начинает действовать, сначала струны, потом полочки, потом они снова становятся капельками клея, и разлетаются в разные стороны. Затем кинематический анализ показывает, образовалась ли КГП, какие условия были в процессе ее образования и остывания и т. д. Собственно тип частиц там не играет большой роли - в 1000 частиц разбираться нет нужды.

Множественное рождение в КГП и не в КГП очень сильно засоряет выход любого адронного ускорителя, поэтому ищут обычно сигнатурные двучастичные распады, кинематика которых ясна - каждая получает по половине.  Распады на пару мюонов этим особенно хорошо, потому что мюон, как жесткая частица, "улетит" из любого объема (для него при известной энергии и 5000 м скалы - не проблема). Но он заряженная частица, и его очень приятно измерять. Единственная преграда - размеры установки. На LHC есть CMS - Compact Muon Solenoid имеет диаметр около 16 м. Самый большой диаметр здесь имеют секции для фиксирования мюонов.

[felis manul]

То есть Вас, как я понимаю, смущает наличие антикварков?
Сейчас тоже возник вопрос: почему они, собственно появляются. К сожалению, не специалист в этом. Поискала в и-нете:

А почему, собственно, с антикварками должны возникать проблемы. Ведь они виртуальные. Если я не ошибаюсь все виртуальные частицы, обладающие массой покоя появляются парами и парами же исчезают. Только не поглощаются глюонами, а  аннигилируют.
Большое количество виртуальных кварков в движущемся протоне, как мне кажется, связано с энергетическими затратами на создание виртуальных частиц. Будет время попробую полистать соответствующую литературу.

[KBOB]

А если протон стоит на месте, а я двигаюсь относительно него с около световой скоростью, то там антикварки будут - так?
А если я остановлюсь, то антикварки должны изчезнуть? А если нас двое один стоит, другой движется, то антикварки что будут делать?

Патсказку дать?

[Дарья Аристова]

Stepa, спасибо, что объяснили! Мне не все, конечно, ясно, в про кварки-антикварки вполне понятно.

[Александр К.]

в научно-фантастическом сериале LEXX уже фигурировал этот Коллайдер ни к чему хорошему он не привел

[ivanij]

в научно-фантастическом сериале LEXX уже фигурировал этот Коллайдер ни к чему хорошему он не привел

 Если следовать этой логике, то сериал "Секретные материалы" надо воспринимать, как полицейскую хронику с места событий.

[Hagoromo]

Читал рассказик, где подобная установка была запущена на Луне. В результате земляне получила превосходную ЧД на орбите бывшей Луны и долго ломали головы, подо что её приспособить.

[КотКот_]

Антипротоны производятся на вспомогательных ускорителях и необходимы для работы коллайдера. В ходе экспериментов тоже могут рождаться античастицы, но только парами вместе с частицами, поэтому с этой стороны ждать конца света не стоит .

Непосредственно в ядерной  физике  я     . 
Просто  вспомнила  роман   Дэна Брауна  "Ангелы  и демоны " ,  там  как  раз   всё  вертится   вокруг  ЦЕРНа  и  похожей  установки ( огромного  ускорителя ) , в  котором  один  учёный , ставя эксперементы  как  "из ничего"  образовалась  Вселенная , получил   антивещество .

И вспомните "Черные звезды" Владимира Савченко (1960). Тоже интересная физика.
Кстати, Савченко вообще считает , что мы живем наконуне распада материи --
Мир перед точкой закипания (попытка аналитического пророчества)

[ivanij]

 Читал Савченко. Это вообще его излюбленная тема - взаимодействие человека и среды, в которой он живёт в самомшироком понимании этого слова. См. также роман "Открытие себя". Там, кажется, квинтэссенция его мыслей на этот счёт. Но ведь это художественное произведение! Не более того. А какова связь с адронным коллайдером...?
 Впрочем, интуитивно, писатель предположил, что максимум, чего можно ожидать это взрыва, да и то местного характера, а никак уж не катастрофы мирового масштаба.

[Raya]

Текущая ситуация
Согласно пресс-релизу ЦЕРНа, запуск коллайдера намечен на среду, 10 сентября. Многолетняя работа по созданию отдельных компонентов и их сборки в единое целое подходит к концу. Последние несколько месяцев шло постепенное охлаждение всего ускорителя до рабочей температуры 1,9 К (то есть –271,25°C). Такая низкая температура нужна по двум причинам. С одной стороны, поворотные магниты при такой температуре не только переходят в сверхпроводящее состояние, но и могут держать очень сильное магнитное поле без разрушения сверхпроводимости. С другой стороны, жидкий гелий, который пропитывает электропроводку этих магнитов, становится сверхтекучим и охлаждает ее очень эффективно. Охлаждение магнитов необходимо, поскольку из протонных пучков время от времени будут выбиваться протоны, которые, пронзая магниты, будут греть их.

Примерно к середине августа охлаждение было завершено и начались тесты электрооборудования магнитов. Текущая температура во всех восьми секторах LHC показана на странице Cooldown Status. Все процедуры, проводящиеся с LHC, можно отслеживать на странице Machine checkout Calendar.

Параллельно с охлаждением последних секторов LHC были успешно проведены две серии тестов системы «впрыскивания» протонов из предварительного ускорителя SPS в основное кольцо LHC. 8–10 августа была протестирована линия передачи Tl2 (показана бордовым цветом на схеме), а 22–24 августа — линия передачи Tl8 (показана синим цветом). В процессе каждого теста протонные пучки не только вошли в основное кольцо LHC, но и прошли один сектор (то есть до точек 3 и 7 соответственно), где были поглощены защитными экранами — коллиматорами. Кстати, во время второго теста, когда протонные пучки проходили через детектор LHCb, в самом детекторе были зарегистрированы события столкновения протонов с остаточными молекулами газа в вакуумной камере (см. рисунок вверху). Краткую сводку результатов этих тестов см. в нашей ленте новостей LHC, а все технические подробности можно найти на официальной странице LHC Injection Tests.

Сами детекторы уже перешли на круглосуточный режим обслуживания: в их пультовых непрерывно, в том числе и ночью, присутствует несколько человек, следящих за функционированием всех систем детекторов.

Что предстоит сделать в ближайшие дни
В конце следующей недели закончатся последние манипуляции с «железом» детекторов. Это, впрочем, не означает, что детекторы будут готовы к работе на все 100% — кое-что будет доделано во время зимнего перерыва. Однако в целом детекторы будут собраны и будут готовы к приему первых событий. Примерно 4–5 сентября экспериментальные залы будут запечатаны, в ускорительной трубе будет создан достаточно глубокий вакуум, и LHC будет готов к последним проверкам.

В выходные, с 5-го по 7 сентября, будет проведен третий, заключительный тест системы инжекции протонов (подробности см. всё на той же странице LHC Injection Tests). Тщательный анализ предыдущих тестов показал, что магнитную систему надо слегка подкорректировать для выправления орбиты пучка. Новая серия тестов позволит убедиться, что внесенные исправления действительно улучшают поведение пучков.

Затем 8 и 9 сентября будут проведены последние проверки всей инфраструктры LHC, и после них ускоритель будет готов к полноценному запуску.

Расписание на 10 сентября
Если за оставшиеся дни не возникнет ничего непредвиденного, то в среду утром 10 сентября состоится запуск протонных пучков в ускоритель. LHC будет считаться работающим, когда в нём начнут устойчиво циркулировать протонные пучки, пусть даже и без столкновений друг с другом.

Первый запуск протонного пучка в этот день будет произведен в 9:30 утра по центральноевропейскому времени (в 11:30 по московскому). Заранее трудно спрогнозировать, насколько успешно пойдет процесс запуска, но задача-минимум на этот день — проследить, что протонные сгустки обоих направлениях проходят хотя бы один полный оборот. Запускать протонный пучок в коллайдер будут постепенно, сектор за сектором. Вначале пучок по линии передачи будет выведен из предварительного ускорителя и упрется в защитные экраны на входе в LHC. Затем экраны уберут, и пучок пройдет по дуге до ближайшей контрольной точки, где будет поглощен коллиматорами (этот этап был уже пройден в ходе тестов системы инжекции). Если в этой точке траектория будет в порядке, то коллиматоры раздвинутся, и пучок пойдет дальше, до следующей контрольной зоны, где повторится проверка траектории.

Критический момент наступит, когда на пути протонов уберут последние заслонки, и, сделав полный оборот, пучок пойдет на следующий круг. С одной стороны, орбита замкнется, и задача-минимум будет выполнена. Но дальше может возникнуть такая ситуация, что магнитная система начнет «раскачивать» поперечные колебания пучка. Тогда он за несколько оборотов потеряет стабильность и сойдет с орбиты. Если электроника это заметит, то для предотвращения нежелательных последствий пучок будет тут же «сброшен» — то есть он будет выведен наружу по специальному каналу и поглощен специальным массивным блоком. Поэтому может случиться так, что состояние «LHC запущен и работает» продлится лишь краткое мгновение (напомним, что на один оборот вокруг кольца LHC протонам потребуется менее одной десятитысячной доли секунды).

Задача-максимум на этот день: вывести и удерживать сгусток протонов на орбите в течение длительного (по человеческим меркам) времени. Возможно, удастся даже удерживать сразу два сгустка, циркулирующих во встречных направлениях. Это будет означать, что вся сложная многоэлементная система магнитного управления пучком была собрана верно, что она не «раскачивает» пучок, а наоборот, успешно сдерживает его колебания.

Развитие событий 10 сентября будут освещаться многими СМИ, в том числе телеканалом Евровидение в прямом эфире. Начиная с 8:30 утра заработает онлайн-трансляция через сервис webcast. Подробности мероприятий см. на странице LHC First beam.

Что последует дальше
После того как будет достигнута стабильная циркуляция пучка в LHC, начнется этап тестирования работающего коллайдера. Будет измерена апертура ускорительного кольца (то есть ширина того просвета, внутри которого пучок может колебаться без угрозы для стенок вакуумной камеры и аппаратуры), будет проверен отклик траектории пучка на те или иные коррекции магнитного поля, будет отлажена процедура разгона протонов до энергии 5 ТэВ. Иными словами, это будет период изучения параметров самого LHC.

Детекторы в это время тоже не будут простаивать. Ожидается, что даже без протон-протонных столкновений они будут регистрировать редкие соударения протонов с остаточными молекулами газа в вакуумной камере. Детектирование таких событий будет использоваться для проверки согласованной работы и отладки разных компонентов детекторов.

Сейчас обсуждается возможность устроить первые протон-протонные столкновения уже через 1-2 недели после запуска LHC. Поскольку ускорительная секция еще не будет отлажена к тому времени, протоны будут обладать той энергией, которую они имели при инжекции в LHC, то есть это будут столкновения с полной энергией 0,9 ТэВ. Даже короткий сеанс таких столкновений будет очень полезен для отладки детекторов.

Для полной отладки ускорителя потребуется ориентировочно около двух месяцев, поэтому первых столкновений на полной энергии 10 ТэВ следует ожидать не ранее конца октября.

По материалам   Элементы.ру

[nickhard]

Слышала, что запуск коллайдера будут показывать по ЕвроНьюс.

Наверное, красиво взлетит. Главное, чтобы погода не испортила зрелище.
А то не видать нам бозона Хиггса.

[Семён Гольц-Смит]

Добрый день! Уже второй день всем немноо не по себе, так как завтра как пишут в газетах может наступить конец света. Это правда? В связи с этим хотелось бы поговорить о мерах предосторожности в случае конца света:

1) Как спасаться в случае возникновения чёрной дыры? будет ли это как-нибудь выражатьна на територии России? Какие меры предосторожности лучше всего предпринять?
2) Какие действия стоит предпринимать в случае появления "страпелеек". Могут ли они долететь до территории нашей страны?
3) Какие действия предпринимать в случае Большого Взрыва?
Прим.: Когда на Землю падал спутник-шпион людям объявили о мерах предосторожности, а здесь молчат.

P.S. Самому уже как-то не по себе: суд по правам человека оказывается отклонил все иски против коллайдера тем самым как-бы дав оплеуху поставленному под угрозу человечеству.

[nickhard]

1) Как спасаться в случае возникновения чёрной дыры?

Завернуться в белую простыню и медленно (чтобы не создавать паники) ползти на кладбище.

... будет ли это как-нибудь выражатьна на територии России?

У нас время на 2 часа раньше, так что у Вас будет возможность узнать заранее и спастись.

...Какие меры предосторожности лучше всего предпринять?

Лучше сразу напиться и забыться.

2) Какие действия стоит предпринимать в случае появления "страпелеек". Могут ли они долететь до территории нашей страны?

Они же не идиотки, чтобы из-под Женевы в Москву податься.

3) Какие действия предпринимать в случае Большого Взрыва?

См. п. 1.

[Ricki-ticki-tavy]

Добрый день! Уже второй день всем немноо не по себе, так как завтра как пишут в газетах может наступить конец света. Это правда? В связи с этим хотелось бы поговорить о мерах предосторожности в случае конца света:

1) Как спасаться в случае возникновения чёрной дыры? будет ли это как-нибудь выражатьна на територии России? Какие меры предосторожности лучше всего предпринять?
2) Какие действия стоит предпринимать в случае появления "страпелеек". Могут ли они долететь до территории нашей страны?
3) Какие действия предпринимать в случае Большого Взрыва?
Прим.: Когда на Землю падал спутник-шпион людям объявили о мерах предосторожности, а здесь молчат.

P.S. Самому уже как-то не по себе: суд по правам человека оказывается отклонил все иски против коллайдера тем самым как-бы дав оплеуху поставленному под угрозу человечеству.

100 баллов 
ОТЖИГ !!! 

к предыдущему сообщению могу только добавить: "во время ядерного взрыва надо держать автомат на вытянутых руках, чтобы расплавленный металл не капал на казённые сапоги"

[MaxMan]

не переживайте... в случае чего никто ничего не почувствует... чик... и нету!!! 

[polar]

Модераторское: "Чик - и нету"

Первыми черная дыра засосала полдюжины сообщений из этой ветки.
Весь флейм будут тереть нещадно.

С дружеским приветом и проч.

[Kosmos-9]

Добрый день! Уже второй день всем немноо не по себе

Ну, скажем, не всем, а конкретно лишь Вам
Поэтому очередная порция "успокоительного", Вам не повредит
"Черные дыры" в коллайдере - лишь математическая абстракция
http://rian.ru/science/20080908/151057675.html

К слову, подобие БАК могло быть и в России! Так что, можно сказать, нам всем крупно повезло! И не потому, что избежали генератора "черных дыр", а потому, что это был бы очередной долгострой
Коллайдер в Протвино мог сделать постройку БАК ненужной
http://rian.ru/science/20080908/151067191.html

[Митрич]

Вот думаю: те, кто вкладывал в строительство БАКа бешеные деньги - они ведь определённо надеются на какую-то быструю от него отдачу. Никто в наше нестабильное время не будет инвестировать огромные средства в неопределённые проекты: финмагнатам определённо побоку "Большой взрыв", думаю, они о нём даже и не слышали . Что же обещают (своим "кредиторам") теоретики БАКа сотворить, с его помощью, в самое ближайшее время:
1)Новый сверхмощный источник энергии?
2)Новое сильнейшее оружие?
Подумал и добавил:
3)Какой-либо "экзотический" материал, подобный фантастическому "нейтринию"?
Что-то другое в физике вряд-ли заинтересует олигархов...

Есть какие-то мнения по этому поводу?

[T101]

Может опять японцев развели  ?