Tout sur le collisionneur. À quoi sert le grand collisionneur de hadrons?

L’histoire de l’accélérateur, que nous connaissons aujourd’hui sous le nom de Grand collisionneur de hadrons, commence en 2007. Initialement, la chronologie des accélérateurs a commencé avec un cyclotron. L'appareil était un petit appareil qui s'adapte facilement sur la table. Ensuite, l'histoire des accélérateurs a commencé à se développer rapidement. Un synchrotron et un synchrotron sont apparus.

Dans l’histoire, la période la plus amusante est peut-être celle de 1956 à 1957. À cette époque, la science soviétique, en particulier la physique, ne restait pas à la traîne par rapport à ses frères étrangers. À l'aide de l'expérience acquise au fil des ans, un physicien soviétique du nom de Vladimir Wexler a réalisé une percée scientifique. Il a créé le synchrophasotron le plus puissant de cette époque. Sa puissance de travail était de 10 gigaelectronvolt (10 milliards d’électron volts). Après cette découverte, de sérieux échantillons d'accélérateurs ont déjà été créés: le grand collisionneur électron-positron, l'accélérateur suisse, en Allemagne, aux États-Unis. Ils avaient tous un objectif commun: l’étude des particules fondamentales de quarks.

Le grand collisionneur de hadrons a été créé principalement grâce aux efforts du physicien italien. Il s'appelle Carlo Rubbia, lauréat du prix Nobel. Au cours de sa carrière, Rubbia a été directeur de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire. Il a été décidé de construire et de lancer un collisionneur de hadrons précisément sur le site du centre de recherche.

Où est le collisionneur de hadrons?

Le collisionneur est situé à la frontière entre la Suisse et la France. La longueur de sa circonférence est de 27 kilomètres, c'est pourquoi on l'appelle le grand. L'accélérateur en anneau va de 50 à 175 mètres de profondeur. Dans le collisionneur installé 1232 aimants. Ils sont supraconducteurs, ce qui signifie que l’on peut générer un champ d’accélération maximal, car les coûts énergétiques de ces aimants sont pratiquement absents. Le poids total de chaque aimant est de 3,5 tonnes pour une longueur de 14,3 mètres.

Comme tout objet physique, le grand collisionneur de hadrons émet de la chaleur. Par conséquent, il doit être constamment refroidi. À cette fin, une température de 1,7 K est maintenue à l'aide de 12 millions de litres d'azote liquide. De plus, l'hélium liquide (700 000 litres) est utilisé pour le refroidissement et le facteur le plus important est la pression dix fois inférieure à la pression atmosphérique normale.

La température de 1,7 K sur l’échelle Celsius est de -271 degrés. Une telle température est presque proche de ce qu'on appelle la limite minimale possible qu'un corps physique peut avoir.

L'intérieur du tunnel n'est pas moins intéressant. Il existe des câbles en niobium-titane dotés de capacités supraconductrices. Leur longueur est de 7600 kilomètres. Le poids total des câbles est de 1200 tonnes. L'intérieur du câble est constitué d'un plexus de 6300 fils d'une distance totale de 1,5 milliard de kilomètres. Cette longueur est égale à 10 unités astronomiques. Par exemple, est égal à 10 de ces unités.

Si nous parlons de sa situation géographique, nous pouvons dire que les anneaux du collisionneur se situent entre les villes de Saint-Genis et de Forne-Voltaire, situées du côté français, ainsi que de Meyrin et Vesturat - du côté suisse. Un petit anneau, appelé PS, longe la frontière en diamètre.

Sens de l'existence

Afin de répondre à la question "Pourquoi le collisionneur d'hadrons est-il nécessaire", vous devez contacter les scientifiques. De nombreux scientifiques disent que c'est la plus grande invention de toute la période de l'existence de la science, et le fait que sans elle, la science, que nous connaissons aujourd'hui, n'a tout simplement aucun sens. L’existence et le lancement du Large Hadron Collider sont intéressants car une explosion se produit lorsqu’une particule entre en collision dans le Hadron Collider. Toutes les plus petites particules se dispersent dans des directions différentes. De nouvelles particules sont formées qui peuvent expliquer l'existence et le sens de beaucoup de choses.

La première chose que les scientifiques ont essayé de trouver dans ces particules brisées est la particule élémentaire théoriquement prédite par le physicien Peter Higgs, cette formidable particule est un support d’information, comme on le croit. On l'appelle aussi «la particule de Dieu». Sa découverte rapprocherait les scientifiques de la compréhension de l'univers. Il est à noter que le 4 juillet 2012, le collisionneur hadron (dont le lancement a été partiellement réussi) a permis de détecter une particule similaire. À ce jour, les scientifiques tentent de l'étudier plus en détail.

Combien de temps ...

Bien sûr, la question qui se pose immédiatement est de savoir pourquoi les scientifiques étudient ces particules depuis si longtemps. S'il existe un périphérique, vous pouvez l'exécuter et supprimer à chaque fois toutes les nouvelles données. Le fait est que le travail du collisionneur de hadrons est un plaisir coûteux. Un lancement coûte cher. Par exemple, la consommation d'énergie annuelle est de 800 millions de kW / h. Cette quantité d'énergie consomme une ville dans laquelle vivent environ 100 000 personnes, selon les normes moyennes. Et c'est sans compter le coût de la maintenance. Une autre raison est que le collisionneur hadron a une explosion qui se produit lors de la collision de protons, ce qui est associé à l'obtention d'une grande quantité de données: les ordinateurs lisent tellement d'informations qu'il faut beaucoup de temps pour les traiter. Même en dépit du fait que la puissance des ordinateurs recevant des informations est grande, même par rapport aux normes actuelles.

La raison suivante n’est pas moins connue Les scientifiques travaillant avec le collisionneur dans cette direction sont confiants que le spectre visible de l’univers entier n’est que de 4%. On suppose que les restants sont de la matière noire et de l'énergie noire. Essayer expérimentalement de prouver que cette théorie est correcte.

Hadron Collider: pour ou contre

La théorie avancée de la matière noire a mis en doute la sécurité de l'existence du collisionneur de hadrons. La question se posa: "Hadron Collider: pour ou contre?" Il a excité de nombreux scientifiques. Tous les grands esprits du monde sont divisés en deux catégories. Les "opposants" ont avancé une théorie intéressante selon laquelle, si une telle matière existe, elle doit avoir la particule opposée. Et lorsque des particules entrent en collision dans un accélérateur, une partie sombre apparaît. Il y avait un risque de collision entre la partie sombre et la partie visible. Cela pourrait alors entraîner la mort de tout l'univers. Cependant, après le premier lancement du collisionneur de hadrons, cette théorie a été partiellement brisée.

Vient ensuite l'importance de l'explosion de l'univers, ou plutôt de la naissance. On pense que lors d’une collision, on peut observer le comportement de l’univers dans les premières secondes de son existence. La façon dont elle s'est occupée de l'origine du Big Bang. On pense que le processus de collision de particules est très similaire à celui qui était au tout début de l'origine de l'univers.

Les modèles exotiques sont une autre idée tout aussi fantastique que les scientifiques testent. Cela semble incroyable, mais il existe une théorie qui suggère qu'il existe d'autres dimensions et univers avec des personnes comme nous. Et curieusement, l'accélérateur peut également aider ici.

En termes simples, l’existence de l’accélérateur a pour but de comprendre ce que l’univers est, comment il a été créé, de prouver ou de réfuter toutes les théories existantes sur les particules et les phénomènes connexes. Bien sûr, cela prendra des années, mais à chaque lancement, de nouvelles découvertes font revivre le monde scientifique.

Faits sur l'accélérateur

Tout le monde sait que l'accélérateur accélère les particules jusqu'à 99% de la vitesse de la lumière, mais peu de gens savent que le pourcentage est de 99,9999991% de Ce chiffre incroyable a du sens grâce à sa conception idéale et à ses puissants aimants d'accélération. Il faut également noter certains faits moins connus.

Environ 100 millions de flux de données provenant de chacun des deux principaux détecteurs peuvent remplir plus de 100 000 CD en quelques secondes. En un mois à peine, le nombre de disques aurait atteint une hauteur telle que, s'ils étaient pliés en un pied, cela suffirait pour la lune. Par conséquent, il a été décidé de ne pas collecter toutes les données provenant des détecteurs, mais uniquement celles que le système d'acquisition de données permettra d'utiliser, ce qui agit en fait comme un filtre pour les données reçues. Il a été décidé de ne répertorier que 100 événements survenus au moment de l'explosion. Ces événements seront enregistrés dans les archives du centre de calcul du système Large Hadron Collider, situé dans le Laboratoire européen de physique des particules élémentaires, où se trouve également l'accélérateur. Ce ne seront pas les événements qui ont été enregistrés, mais ceux qui présentent le plus grand intérêt pour la communauté scientifique le seront.

Post-traitement

Après l'enregistrement, des centaines de kilo-octets de données seront traités. Plus de deux mille ordinateurs situés au CERN sont utilisés à cet effet. La tâche de ces ordinateurs est de traiter les données primaires et d’en constituer une base, ce qui sera plus pratique pour une analyse ultérieure. Ensuite, le flux de données généré sera envoyé au GRID. Ce réseau Internet rassemble des milliers d'ordinateurs situés dans différentes institutions du monde entier et connecte plus d'une centaine de grands centres situés sur trois continents. Tous ces centres sont connectés au CERN par fibre optique - pour une vitesse maximale de transfert des données.

Parlant de faits, il convient également de mentionner les indicateurs physiques de la structure. Le tunnel de l'accélérateur s'écarte de 1,4% du plan horizontal. Cela a été fait principalement pour mettre la plupart du tunnel d'accélérateur dans la roche solide. Ainsi, la profondeur de placement sur les côtés opposés est différente. Si vous comptez depuis le bord du lac, non loin de Genève, la profondeur sera de 50 mètres. La partie opposée a une profondeur de 175 mètres.

Fait intéressant, les phases lunaires affectent l'accélérateur. Il semblerait qu'un objet aussi distant puisse agir à une telle distance. Cependant, il a été observé que pendant la pleine lune, lorsque la marée se produit, la terre dans la région de Genève s’élève jusqu’à 25 centimètres. Cela affecte la longueur du collisionneur. La longueur augmente ainsi de 1 millimètre et l'énergie du faisceau change de 0,02%. L'énergie du faisceau devant être contrôlée jusqu'à 0,002%, les chercheurs doivent prendre en compte ce phénomène.

Il est également intéressant de noter que le tunnel du collisionneur a la forme d'un octogone, et non d'un cercle, comme beaucoup de gens le représentent. Les coins sont formés en raison de courtes sections. Ils contiennent des détecteurs installés, ainsi qu'un système qui contrôle un faisceau de particules en accélération.

La structure

Le collisionneur de hadrons, dont le lancement est associé à l'utilisation de nombreux détails et à l'enthousiasme des scientifiques, est un appareil extraordinaire. Tout l’accélérateur est constitué de deux anneaux. Le petit anneau s'appelle le synchrotron à protons ou, si des abréviations sont utilisées, PS. Grand anneau - supersinhrotron à protons ou SPS. Ensemble, les deux anneaux vous permettent d'accélérer des pièces jusqu'à 99,9% de la vitesse de la lumière. Dans ce cas, le collisionneur augmente l'énergie des protons, augmentant ainsi leur énergie totale de 16 fois. Cela vous permet également de rassembler les particules environ 30 millions de fois / s. dans les 10 heures. Sur les 4 détecteurs de base, on obtient au maximum 100 téraoctets de données numériques par seconde. L'acquisition de données est due à des facteurs individuels. Par exemple, ils peuvent détecter des particules élémentaires qui ont une charge électrique négative et qui ont également un demi-tour. Étant donné que ces particules sont instables, la détection directe est impossible: il est uniquement possible de détecter leur énergie, qui volera selon un certain angle par rapport à l'axe du faisceau. Cette étape s'appelle le premier niveau d'exécution. Cette étape est surveillée par plus de 100 cartes de traitement de données spéciales incorporant une logique de mise en œuvre. Cette partie du travail est caractérisée par le fait que pendant la période de réception des données, plus de 100 000 blocs de données sont sélectionnés en une seconde. Ces données seront ensuite utilisées pour l'analyse effectuée à l'aide d'un mécanisme de niveau supérieur.

Les systèmes de niveau suivant, au contraire, reçoivent des informations de tous les flux de détecteurs. Le logiciel du détecteur est en ligne. Là, il utilisera un grand nombre d’ordinateurs pour traiter les blocs de données suivants, le temps moyen entre les blocs étant de 10 microsecondes. Les programmes doivent créer des marques de particules correspondant aux points d'origine. Le résultat est un ensemble de données générées comprenant une impulsion, une énergie, une trajectoire et d’autres, apparues au cours d’un seul événement.

Parties de l'accélérateur

Tout l’accélérateur peut être divisé en 5 parties principales:

1) Accélérateur collisionneur électron-positron. Le détail représente environ 7 000 aimants dotés de propriétés supraconductrices. Avec eux, la direction du faisceau le long du tunnel annulaire se produit. Et ils concentrent également un paquet dans un flux, dont la largeur diminuera à la largeur d'un cheveu.

2) Solénoïde compact de muon. Ceci est un détecteur à usage général. Dans un tel détecteur, de nouveaux phénomènes sont recherchés et, par exemple, la recherche de particules de Higgs.

3) détecteur LHCb. La valeur de ce dispositif réside dans la recherche de quarks et des particules opposées, les antiquarks.

4) Installation toroïdale ATLAS. Ce détecteur est conçu pour réparer les muons.

5) Alice. Ce détecteur capture les collisions d'ions plomb et les collisions proton-proton.

Problèmes liés au collisionneur de hadrons

Malgré le fait que la haute technologie élimine le risque d’erreurs, dans la pratique, tout est différent. Lors du montage de l'accélérateur, il y a eu des retards et des défaillances. Il faut dire que cette situation n'était pas inattendue. L'appareil contient tellement de nuances et requiert une précision telle que les scientifiques s'attendaient à des résultats similaires. Par exemple, l'un des problèmes auxquels les scientifiques ont été confrontés lors d'un lancement était la défaillance d'un aimant qui focalisait des faisceaux de protons juste avant leur collision. Ce grave accident est dû à la destruction d’une partie de la monture due à la perte de supraconductivité par un aimant.

Ce problème s'est posé en 2007. À cause de cela, le lancement du collisionneur a été reporté à plusieurs reprises et le lancement n'a eu lieu qu'en juin. Après presque un an, le collisionneur a encore commencé.

Le dernier lancement du collisionneur a été réussi, plusieurs téraoctets de données ont été collectés.

Le collisionneur de hadrons, lancé le 5 avril 2015, fonctionne avec succès. Dans un mois, les faisceaux parcourront l’anneau, augmentant progressivement la puissance. L'objectif de l'étude elle-même n'est pas. L'énergie de collision des faisceaux sera accrue. La valeur passera de 7 à 13 TeV. Une telle augmentation vous permettra de voir de nouvelles opportunités dans la collision de particules.

En 2013 et 2014 subi des inspections techniques sérieuses de tunnels, d'accélérateurs, de détecteurs et d'autres équipements. En conséquence, il y avait 18 aimants bipolaires avec une fonction supraconductrice. Il convient de noter que leur nombre total est de 1232 pièces. Cependant, les aimants restants n'ont pas été ignorés. Dans le reste, les systèmes de protection du refroidissement ont été remplacés et les systèmes améliorés ont été installés. Également amélioré le système de refroidissement des aimants. Cela leur permet de rester à basse température avec une puissance maximale.

Si tout se passe bien, le prochain lancement de l'accélérateur n'aura lieu que dans trois ans. Après cette période, des travaux d’amélioration et de contrôle technique du collisionneur sont prévus.

Il convient de noter que la réparation coûte un sou, sans compter le coût. Le collisionneur de hadrons, à partir de 2010, a un prix de 7,5 milliards d'euros. Ce chiffre place l'ensemble du projet à la première place de la liste des projets les plus coûteux de l'histoire des sciences.

; "Collider" (ing. collisionneur - poussoir) - en raison du fait que les faisceaux de particules sont accélérés dans des directions opposées et entrent en collision à des points de collision particuliers.

En septembre 2013, Google Street View a eu l'occasion d'imager le collisionneur.

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  Comme indiqué ci-dessus, CM ne peut pas être considéré comme la théorie finale des particules élémentaires. Cela devrait faire partie d'une théorie plus profonde de la structure du micro-monde, la partie visible dans les expériences sur des collisionneurs à des énergies inférieures à environ 1 TeV. Ces théories sont collectivement appelées "nouvelle physique" ou "hors du modèle standard". La tâche principale du Grand collisionneur de hadrons est d’obtenir au moins les premières indications qu’il s’agit d’une théorie plus profonde.

  Pour intégrer davantage les interactions fondamentales dans une théorie, différentes approches sont utilisées: théorie des cordes, développée en théorie M (théorie des branes), théorie de la supergravité, gravimétrie quantique en boucle, etc. Certaines d’entre elles ont des problèmes internes et aucune n’a confirmation expérimentale. Le problème est que pour réaliser des expériences pertinentes, il faut une énergie inaccessible dans les accélérateurs de particules chargées modernes.

  Le LHC permettra de réaliser des expériences auparavant impossibles et confirmera ou réfutera probablement certaines de ces théories. Ainsi, il existe toute une gamme de théories physiques de dimensions supérieures à quatre qui impliquent l’existence de «supersymétrie» - par exemple, la théorie des cordes, parfois appelée théorie des supercordes précisément parce qu’elle perd son sens physique sans supersymétrie. La confirmation de l’existence de la supersymétrie sera donc une confirmation indirecte de la vérité de ces théories.

  Etude des meilleurs quarks

  Etude du plasma quark-gluon

  On prévoit qu'environ un mois par an se déroulera dans l'accélérateur en mode de collision nucléaire. Au cours de ce mois, le collisionneur accélérera et poussera des protons dans les détecteurs, pas les protons, mais les noyaux de plomb. Dans la collision inélastique de deux noyaux à des vitesses ultrarelativistes, une boule de matière nucléaire dense et très chaude se forme pendant une courte période puis se désintègre. Il est nécessaire de comprendre les phénomènes intervenant dans ce processus (passage d’une substance à l’état de plasma quark-gluon et son refroidissement) pour élaborer une théorie plus avancée des interactions fortes qui sera utile à la fois pour la physique nucléaire et l’astrophysique.

  Recherche supersymétrie

  La première réalisation scientifique significative des expériences menées au LHC peut être la preuve ou la réfutation de la «supersymétrie» - la théorie selon laquelle toute particule élémentaire a un partenaire beaucoup plus lourd, ou «superparticule».

  Etude des collisions photon-hadron et photon-photon

  L'interaction électromagnétique des particules est décrite comme un échange (dans certains cas virtuel) par des photons. En d'autres termes, les photons sont porteurs du champ électromagnétique. Les protons étant chargés électriquement et entourés d'un champ électrostatique, ce champ peut être considéré comme un nuage de photons virtuels. Chaque proton, en particulier un proton relativiste, comprend un nuage de particules virtuelles. Lorsque des protons entrent en collision, les particules virtuelles entourant chacun des protons interagissent également les unes avec les autres. Mathématiquement, le processus d'interaction des particules est décrit par une longue série de corrections, chacune d'entre elles décrivant une interaction via des particules virtuelles d'un certain type (voir: Diagrammes de Feynman). Ainsi, dans l'étude des collisions de protons, l'interaction de la matière avec des photons de haute énergie est indirectement étudiée, ce qui présente un grand intérêt pour la physique théorique. Une classe spéciale de réactions est également considérée - l'interaction directe de deux photons, qui peuvent entrer en collision avec un contre-proton, générant des collisions photon-hadron typiques, et entre eux.

  En mode de collision nucléaire, en raison de la forte charge électrique du noyau, l’influence des processus électromagnétiques est encore plus importante.

  Vérification de théories exotiques

  Spécifications techniques

  Fichier: CMS Slice.png

  Enregistrement de particules formées après une collision dans le détecteur CMS

  L'accélérateur est supposé pousser des protons d'une énergie totale de 14 TeV (soit 14 teraelectronvolt ou 14.10 électron volts) dans le système de centre de masse des particules incidentes, ainsi que des noyaux de plomb avec une énergie de 5 GeV (5.10 9 volts électroniques) pour chaque paire de nucléons en collision. Au début de 2010, le taux d'alcoolémie dépassait déjà légèrement l'énergie de proton du détenteur du record précédent - le collisionneur proton-antiproton Tevatron, qui fonctionnait jusqu'à la fin de 2011 dans le laboratoire national des accélérateurs. Enrico Fermi (États-Unis). Malgré le fait que les équipements sont étirés depuis des années et ne sont pas encore terminés, le LHC est déjà devenu l'accélérateur de particules élémentaires le plus haute énergie du monde, dépassant de loin les collisionneurs restants, y compris le collisionneur relativiste à ions lourds RHIC, fonctionnant dans le laboratoire de Brookhaven ).

  L'accélérateur est situé dans le même tunnel que celui du grand collisionneur électron-positon. Le tunnel d'une circonférence de 26,7 km est implanté sous terre en France et en Suisse. La profondeur du tunnel est comprise entre 50 et 175 mètres, son anneau étant incliné d'environ 1,4% par rapport à la surface de la terre. Pour maintenir, corriger et concentrer les faisceaux de protons, on utilise 1624 aimants supraconducteurs dont la longueur totale dépasse 22 km. Les aimants fonctionnent à une température de 1,9 K (−271 ° C), ce qui est légèrement inférieure à la température de transition de l'hélium vers l'état superfluide.

  Les scientifiques russes ont participé activement à la construction du BAC et à la création de tous les détecteurs travaillant sur ce dernier.

  Détecteurs

  Il existe 4 détecteurs principaux et 3 détecteurs auxiliaires au LHC:

  • ALICE (une expérience de grand collisionneur d'ions)
  • ATLAS (Un appareil LHC toroïdal)
  • CMS (solénoïde de muon compact)
  • LHCb (expérience de beauté du grand collisionneur de hadrons)
  • TOTEM (mesure de la section transversale élastique et diffractive)
  • LHCf (Le grand collisionneur de hadrons)
  • MoEDAL (Détecteur Monopole et Exotiques au LHC).

  ATLAS, CMS, ALICE, LHCb - grands détecteurs situés autour des points de collision des faisceaux. Les détecteurs TOTEM et LHCf sont auxiliaires et sont situés à une distance de plusieurs dizaines de mètres des points d’intersection des faisceaux occupés par les détecteurs CMS et ATLAS, respectivement, et seront utilisés avec les principaux.

  Les détecteurs ATLAS et CMS sont des détecteurs à usage général conçus pour rechercher le boson de Higgs et la «physique non standard», en particulier la matière noire, ALICE - pour étudier le plasma de quark-gluon dans des collisions d'ions plomb lourds, LHCb - pour étudier la physique. b- les quarks, qui permettront de mieux comprendre les différences entre la matière et l'antimatière, TOTEM - conçus pour étudier la diffusion de particules à petits angles, comme cela se produit avec des étendues proches sans collisions (les particules dites non-collantes, particules directes), qui vous permet de mesurer plus précisément la taille des protons, contrôlez également la luminosité du collisionneur, et enfin, LHCf - pour étudier les rayons cosmiques simulés à l'aide des mêmes particules non en collision.

  Le septième, assez insignifiant en termes de budget et de complexité, le détecteur MoEDAL, conçu pour la recherche de particules lourdes et lentes, est également associé aux travaux du LHC.

  Pendant le fonctionnement du collisionneur, des collisions sont conduites simultanément aux quatre points d'intersection des faisceaux, quel que soit le type de particules accélérées (protons ou noyaux). Dans ce cas, tous les détecteurs collectent simultanément des statistiques.

  Le processus d'accélération des particules dans le collisionneur

  La vitesse des particules dans le LHC sur les faisceaux en collision est proche de la vitesse de la lumière dans le vide. L'accélération des particules à de telles énergies est obtenue en plusieurs étapes. Lors de la première étape, les linacs à basse consommation d’énergie Linac 2 et Linac 3 injectent des protons et des ions plomb pour une accélération accrue. Ensuite, les particules pénètrent dans le propulseur du PS et plus loin dans le PS même (synchrotron à protons) en acquérant une énergie de 28 GeV. Avec cette énergie, ils se déplacent déjà à une vitesse proche de la lumière. Après cela, l'accélération des particules se poursuit dans le SPS (supersynchrotron à protons), où l'énergie des particules atteint 450 GeV. Ensuite, une série de protons est dirigée vers l’anneau principal de 26,7 km, ce qui porte l’énergie des protons au maximum à 7 TeV. Aux détecteurs, les détecteurs enregistrent les événements survenus. Deux faisceaux de protons en collision, une fois complètement remplis, peuvent contenir 2808 paquets chacun. Aux premiers stades de la mise au point, le processus d’accélération ne circule qu’en une seule fois dans un paquet de plusieurs centimètres de long et de petite taille transversale. Puis commencez à augmenter le nombre de caillots. Les caillots sont situés dans des positions fixes les uns par rapport aux autres, qui se déplacent de manière synchrone le long de l'anneau. Des amas dans une certaine séquence peuvent entrer en collision en quatre points de l'anneau, où se trouvent les détecteurs de particules

  Le BAC (Large Hadron Collider, LHC) est le plus grand accélérateur de particules au monde. Il est situé à la frontière franco-suisse à Genève et appartient au groupe CERN. La principale tâche de la construction du grand collisionneur de hadrons était de rechercher le boson de Higgs, la particule insaisissable, dernier élément du modèle standard. La tâche du collisionneur accomplie: les physiciens ont découvert une particule élémentaire aux énergies prédites. En outre, le LHC effectuera des travaux dans cette plage de luminosité et fonctionnera comme des objets spéciaux fonctionnent généralement: à la demande des scientifiques. N'oubliez pas que la mission d'un mois et demi du robot Opportunity Mars a été retardée de 10 ans.

  L’expérience LHCb, réalisée dans le cadre du Grand collisionneur de hadrons du CERN, a révélé de curieuses anomalies dans la désintégration de certaines particules. Si cette information est confirmée, nous aurons de nouveaux phénomènes physiques non prévus par le modèle standard de la physique des particules. Le signal observé a toujours une faible signification statistique, mais renforce des indications similaires à celles d'études précédentes. Les données à venir et les analyses ultérieures établiront si ces indications sont des fissures dans le modèle standard ou des fluctuations statistiques similaires.

  L'Organisation européenne pour la recherche nucléaire et le plus grand laboratoire de physique des hautes énergies du monde, le CERN, collectent plus de 300 téraoctets d'informations dans le cadre des expériences du grand collisionneur de hadrons. Ces données contiennent environ la moitié des informations relatives aux expériences de 2011 utilisant un solénoïde à muons compact (CMS), l'un des deux grands détecteurs universels de particules élémentaires du grand collisionneur de hadrons. Plus précisément, nous parlons d’environ 250 000 milliards de collisions de particules élémentaires.

  Bientôt, très bientôt, le Grand collisionneur de hadrons commencera à fonctionner. Il s’agit en effet d’une installation unique, conçue pour explorer des aspects très significatifs et très importants de la nature. Tout d'abord, qu'est-ce que c'est? C'est une machine où des protons d'une énergie de 7 TeV dans chaque faisceau entrent en collision. Il a été créé assez longtemps. Les premières discussions avaient encore lieu à la fin des années 70. Et enfin, cette installation a été réalisée et quatre installations expérimentales ont été créées sur ce collisionneur pour étudier ces interactions. Pour parler de l’ampleur de cette activité, il faut dire qu’environ deux mille personnes participent aux deux plus grandes installations, appelées ATLAS et CMS - un spectromètre compact. Dans l'Atlas, par exemple, il y a deux mille personnes issues de 35 institutions. Et le coût de chacune de ces installations est supérieur à un demi milliard de dollars. Le sujet d'étude est l'interaction aux très hautes énergies. Et ici, il est très important que, ayant passé l’énergie à 14 TeV, nous franchissions un seuil très important. Chaque accélérateur ou collisionneur sérieux a été construit dans l’attente d’une sorte de physique pouvant être réalisée sur cette machine. Ainsi a été construit, par exemple, un accélérateur de trois GeV (accélérateur d’une capacité de 3 GeV - IF) pour la découverte des antiprotons, chez Protvino, par exemple, un accélérateur pour l’étude de ce qu’on appelle les asymptotiques dans les interactions fortes. Le collisionneur du CERN pour ouvrir le Z-Boson. Ce collisionneur doté d'une énergie d'interaction de 14 TeV nous permet d'étudier des aspects très importants et totalement nouveaux de la nature. Il suffit de dire que la question posée dans le cadre de cette recherche est de savoir d’où provient la masse de tous les objets, y compris vous, et de quoi est constitué l’Univers dans son ensemble. Nous savons qu'aujourd'hui, seules 4% des particules que nous connaissons sont composées de particules et les 96% restants sont quelque chose d'inconnu. Dans les expériences que nous allons mener sur ce collisionneur, nous espérons répondre, entre autres, à ces questions. L'éventail des tâches est extrêmement vaste et ces études se poursuivront probablement pendant 20 ans. Mais cette année, nous espérons que les premières collisions seront enregistrées et que l'année prochaine, des études plus ou moins régulières sur les caractéristiques de ces interactions vont commencer. Comme nous l'avons déjà entendu dire, des collisions de particules élémentaires se produiront au Grand collisionneur de hadrons. Eh bien, simplement, par définition, rien d’autre dans ces collisions, à l’exception des particules élémentaires, ne peut naître. Peut-être que tout le monde ne le sait peut-être pas, et il faut dire que le Grand collisionneur de hadrons n'est pas le seul collisionneur qui existe et fonctionne sur Terre. Par exemple, un autre collisionneur à 25 hadrons, le Tevatron, opère dans la banlieue de Chicago. Les deux collisionneurs sont très similaires. L’énergie du Tevatron est sept fois moindre. Il existe également un autre collisionneur aux États-Unis - un collisionneur d'ions relativistes lourds (RHIC, situé dans le laboratoire national de Brookhaven), qui fonctionne également depuis sept ans. Il n'y a rien de fondamental du point de vue de toutes sortes d'histoires d'horreur récemment parues dans la presse et sur Internet entre ces collisionneurs. En fait, le Tevatron et le RHIC sont un collisionneur d'ions relativistes, et le Grand collisionneur de hadrons - ils sont absolument sans danger. Le fait est que dans la nature, des collisions de particules, naturellement accélérées aux mêmes énergies ou à des énergies encore plus élevées, se produisent constamment et partout. Les particules qui sont naturellement accélérées dans la nature sont appelées rayons cosmiques. Le flux de ces rayons cosmiques, leur énergie, est mesuré de manière fiable sur la Terre. Et il s'avère que, par exemple, dans le système solaire uniquement, Mère Nature a déjà produit 1 milliard de programmes complets sur 10 ans du Grand collisionneur de hadrons. Encore une fois, de telles collisions se produisent partout, pas seulement dans le système solaire, et sur toutes les autres étoiles, sur les planètes, et une analyse complète de ces données permet ... malgré le bombardement, le bombardement constant de ces rayons cosmiques, la Terre, le Soleil, toutes les autres planètes continuer à exister. Et une analyse complète de ces données nous permet d’affirmer avec certitude que le Grand collisionneur de hadrons et tous les autres accélérateurs sont absolument sûrs. Je peux dire quelques mots sur la place et la contribution de la Russie à ce projet. En général, il faut dire que la coopération entre la Russie et l’Union soviétique avec le CERN se poursuit depuis plus de 40 ans. C’est une coopération très fructueuse. De nombreux accélérateurs ont été créés au CERN, nos institutions, des physiciens ont produit des résultats très intéressants. D'autre part, grâce à cette coopération, et en général, comme on dit, les attitudes dans notre pays, en Union soviétique et maintenant envers cette branche de la science, ont permis de développer de très puissantes écoles scientifiques de pointe qui ont mené ces recherches. Et à cause de cela, des instituts spéciaux et des instituts spéciaux ont été créés et des écoles, comme je l'ai dit, jouissent d'un grand prestige dans le monde entier et sont reconnues comme de véritables écoles de premier plan. Et ce n’est pas accidentel, et vous pouvez simplement donner un exemple de ce qui s’était passé la 67ème année à Protvino, d’ailleurs, c’est d’où Alexander Mikhailovich, l’accélérateur - le synchrotron à protons - qui était à cette époque le plus puissant du monde accélérateur. Cela montre que nos écoles occupaient une position de leader dans le monde entier. Et à cette époque, non seulement nos physiciens travaillaient sur notre accélérateur, mais également des physiciens venus de l’étranger, pratiquement d’une douzaine de pays, y compris du CERN, c’est-à-dire que la situation était quelque peu opposée. Récemment, en raison de changements économiques, nos nouvelles installations n’étaient pas construites et nos physiciens et ces grandes écoles ont donc dû se réorienter et travailler dans des installations étrangères. Le projet BAK, son idée et ses débuts, ont été conçus il y a environ 20 ans. Dès le début, nos physiciens ont participé intellectuellement au développement et à la conception de sous-systèmes individuels, à la fois pour les accélérateurs et les détecteurs. Déjà dans les années 90, la décision finale de construire ce collisionneur a été prise. La Russie a conclu un accord spécial, un protocole avec le CERN pour participer à ce projet, et à la fois avec la création du collisionneur et de ses quatre installations. Comme je l'ai dit, un protocole a été signé sur ce sujet et la Russie s'est déjà engagée à investir non seulement intellectuellement mais aussi financièrement dans ces projets. Et si nous parlons de chiffres, ce protocole indiquait que la Russie fournirait un équipement d’une valeur de 200 millions de francs suisses pour la construction d’un collisionneur et de détecteurs pendant 10 ans - un montant plutôt important, d’autant plus que cette décision a été prise à l’époque. financement pas très stable et l'économie russe en général. Et ces obligations étant pleinement remplies, la Russie a investi ces fonds. Au contraire, il a moins investi en termes d’argent, mais il a probablement fourni l’équipement pour ce montant. Le système de financement de ce projet a donc été organisé et cela a été déterminé dans le protocole dont je parlais. Le ministère de la Science a coordonné ce travail. Il a été renommé fréquemment ces dernières années. Vous savez, bien maintenant, vous savez, il s’agit du ministère de l’éducation et des sciences et de l’Agence fédérale des sciences et des innovations. Ainsi, dans ce sens, les engagements sont remplis et la Russie, en effet, apporte non seulement une contribution intellectuelle, qui est très largement reconnue, je dirais que certaines solutions et certains sous-systèmes ont été développés, conçus en Russie, fabriqués dans l'industrie russe et livrés au CERN, et maintenant ils vont commencer à travailler. Eh bien, financièrement aussi. En outre, il convient de noter qu'une grande partie de la création de ces sous-systèmes provenait de l'industrie russe, c'est-à-dire que de nombreuses commandes ont été passées à des entreprises russes. Les commandes ont été passées avec succès. On peut citer un autre chiffre: environ 10 nominations ou 10 récompenses que le CERN a attribuées à nos entreprises pour l’exécution rapide et de haute qualité de ces travaux.

  Merci pour le mot d'introduction, mais j'ai donc ... approximativement compris ce que c'est. Vous expliquez s'il vous plaît à quoi ça ressemble. Je comprends que ce soit une sorte de projet international? Où ce collisionneur fonctionnera-t-il, comment fonctionnera-t-il et si les journalistes peuvent tout voir, afin que les habitants du pays puissent le voir aussi.

  Large Hadron Collider est un accélérateur de sonnerie dont le périmètre est de 27 kilomètres et qui est placé à une profondeur d’environ 100 mètres. Dans cet anneau, il y a deux mille aimants grossièrement supraconducteurs qui dévient les protons et les maintiennent sur un trajet en anneau. Eh bien, c'est très impressionnant. Si vous voyez de vos propres yeux, j'ai tout vu. L'accès y était auparavant plus ou moins gratuit. Une fois que l'accélérateur aura commencé à fonctionner, il ne sera plus possible d'y descendre car, vous le savez, les radiations sont possibles là-bas et, en général, aucun étranger ne peut être présent, c'est dangereux. Dans ce tunnel, il y aura deux faisceaux en collision: l'un se déplacera dans le sens des aiguilles d'une montre, l'autre dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Et à quatre endroits - aux points d'intersection de ces faisceaux - les particules vont entrer en collision. Là où se trouvent les points d'intersection des faisceaux, il y aura quatre très grands détecteurs - chacun aura ... chacun, ils ont déjà été construits, des dimensions très impressionnantes. La taille géométrique d'un détecteur est approximativement égale à celle de la cathédrale, disons de Notre Dame. Et ces détecteurs pèsent des dizaines de milliers de tonnes. Ce sont les plus grands détecteurs au monde construits à ce jour. En général, il s’agit du projet scientifique le plus vaste et le plus ambitieux jamais entrepris par l’humanité. Il s’agit donc d’un projet international, aucun pays n’est en mesure de le faire séparément. Quand va-t-il commencer à fonctionner? 10 septembre En principe, il a commencé à travailler et des essais ont déjà été effectués dans l’accélérateur. Mais les particules vont complètement circuler, le faisceau de test sera lancé le 10 septembre, après-demain.

  Je crois comprendre que les lancements d’essai ont déjà eu lieu. Ils ont été lancés sur certains segments du collisionneur, mais le plus gros aura lieu le 10 septembre.

  Mais en général cette question n'est pas pour moi, je suis un théoricien. Mieux à mes collègues, qui étaient des expérimentateurs et ont tout construit de leurs propres mains.

  Peut-être que quelqu'un d'autre va ajouter?

  Je pourrais dire qu'en général, si vous voulez visuellement présenter tout cela, le site Web du CERN contient des dizaines de milliers de photographies et de films vidéo sur toutes ces installations. En effet, l'accès est maintenant fermé. De plus, vous avez dit être de Saint-Pétersbourg. Au début de cette année, Channel 5 est arrivé sur place. Une brigade de journalistes est venue avec une caméra vidéo. Ils ont filmé et réalisé de très bons reportages pour le programme Progress avec Lobkov. Et il y avait 4 numéros dédiés au CERN, puis les détecteurs étaient toujours ouverts et l'accélérateur, donc la prise de vue était naturelle. Par conséquent, si quelqu'un veut avoir une idée, peut trouver une vidéo de ces programmes et voir.

  Mais les personnes qui ont entendu le mot «collisionneur» pas encore aujourd'hui pour la première fois, sont intéressées par une autre question. Scénario catastrophique. J'aimerais que vous me disiez en détail pourquoi cela ne peut pas être. Pas parce que ça ne peut jamais être. Beaucoup de doutes, maintenant, en général, le monde entier est en hystérie. Que nous prédisent les sceptiques? Tout d’abord, c’est la formation de trous noirs, puis l’antimatière, si je comprends bien, et une violation du continuum espace-temps. Ici, expliquez spécifiquement pour chaque élément, pourquoi cela ne peut pas être. Merci

  Comme je l'ai dit, dans la nature, les particules se heurtent constamment aux mêmes énergies, voire à des énergies plus élevées. Et, par exemple, à chaque instant près de notre tête, il y a collision de particules avec des énergies encore plus élevées. Disons, eh bien, il a été dit que lors d'une collision de particules au LHC, une sorte de portail pourrait s'ouvrir à d'autres dimensions, une machine à remonter le temps pourrait se produire ... Eh bien - comme nous le savons, aucune voiture ne nous tombe sur la tête d'en haut. Et pas de portails ouverts. Eh bien, si vous analysez spécifiquement ces films d'horreur. Trous noirs. Eh bien, commençons par le fait que la collision de deux protons au grand collisionneur de hadrons a une énergie égale à l’énergie cinétique de la collision de deux moustiques en vol. C'est moins que ça tape dans tes mains. Alors? Les trous noirs astrophysiques qui pourraient absorber, aspirer quelqu'un, ont une masse au moins supérieure à celle du Soleil. Eh bien, encore une fois, le «trou noir» n’est pas un aspirateur magique qui peut traîner, tout aspirer de loin… Il y a même des déclarations sur Internet selon lesquelles un trou noir apparaîtra là-bas et aspirerait tout l’Univers. Ceci, en principe, ne peut pas être. Garanti au centre de notre galaxie est un trou noir, un trou noir très massif, la masse de ce trou noir est 6 millions de fois la masse du soleil. Et la densité des étoiles est très grande, au centre de la galaxie. Disons, bien sûr, c'est beaucoup plus que près de nous, et donc la distance entre ce trou noir et l'étoile la plus proche est bien inférieure à la distance entre le Soleil et l'étoile la plus proche de nous. Et les étoiles tournent autour de cette étoile, qui pèse 6 millions de masses solaires à une distance identique, bien comparable en général à la distance entre la Terre et le Soleil. Disons que si nous mettons maintenant un trou noir au centre au lieu du Soleil, cela ne nous aspirerait pas, rien ne se passerait, nous aussi ... nous le ferions, en ce qui concerne le mouvement de la Terre, rien ne se passerait. Nous perdrions la chaleur que le soleil nous donne, mais la terre continuerait également à tourner autour du soleil. Pour entrer dans un trou noir, vous devez voler très près de lui. Et voler d'une manière spéciale. Disons que pour entrer dans un trou noir avec une masse égale à la masse du Soleil, vous devez parcourir une distance de 10 kilomètres jusqu'à ce trou. Revenons maintenant au grand collisionneur de hadrons. L'énergie de collision est égale à l'énergie de deux moustiques en vol. L'énergie cinétique de deux moustiques. Par conséquent, naturellement, un objet qui peut naître là-bas ne peut pas avoir une masse supérieure à cette énergie. Donc, ce qui peut naître, ce sont des particules élémentaires. Et, s’il s’agit d’un trou noir, il s’agit d’un trou noir microscopique, qui doit encore s’agrandir pour présenter un danger. Alors? Maintenant Dans le cadre d'une théorie de la relativité générale bien établie, il est impossible de faire naître des trous noirs dans les collisions de particules, ceci est sans ambiguïté dans notre espace quadridimensionnel. Récemment, certaines théories spéculatives, très spéculatives, ont émergé selon lesquelles notre monde est multidimensionnel. Dans de telles théories multidimensionnelles, pour lesquelles la plupart des physiciens sont très sceptiques, la formation de trous noirs microscopiques est, en principe, possible. Mais, encore une fois, dans le cadre de ces théories, ces trous noirs devraient s’évaporer. Dans la physique du micro-monde, si quelque chose peut naître, le processus inverse est toujours possible, il doit exister. Si cela ne se produit pas, cela dénotera une violation fondamentale de la mécanique quantique, des principes quantiques bien prouvés et connus de manière fiable. C'est, en principe, cela ne peut pas arriver. Mais les sceptiques ont dit que - eh bien, à une telle échelle, nous n’avons jamais travaillé, et maintenant l’évaporation des trous noirs, prédite par Hokking, n’a pas été observée de manière expérimentale. Qui sait, peut-être qu’ils ne s’évaporent pas. C'était l'argument des sceptiques. En fait, même si tel était le cas, le scénario serait toujours le même. Un trou noir, né de la collision de quarks porteurs de charges, aurait également une charge, serait inhibé dans la Terre, et ces trous noirs naîtront constamment dans la Terre et s’accumuleront constamment. Encore une fois, même si un trou noir nait neutre, il acquiert quand même une charge, car il doit accumuler de la masse, il va entrer en collision avec des protons, des électrons dans la matière terrestre, et les protons sont mille fois plus lourds que les électrons, ils interagissent plus fortement, et le trou noir absorberait, un tel trou noir microscopique absorberait les protons en premier, il acquiert une charge positive. Et, encore une fois, elle aurait ralenti. Et encore une fois, nous savons par l’existence de la Terre que cela ne peut pas arriver. Vous pouvez maintenant imaginer que ce trou noir sera neutralisé - il y aura une naissance quantique de paires, une particule portant une charge sera absorbée par un trou noir, le trou deviendra neutre, l'autre s'envolera, mais cela contredit en soi le fait que les trous noirs ne s'évaporent pas. Si un tel processus est possible, les trous noirs devraient s'évaporer. Et l'évaporation est très rapide - le trou noir devrait s'évaporer avant d'atteindre les parois du détecteur, s'il est né. Je dois aussi dire que ce sont toutes les spéculations que, peut-être, des gens éloignés de la physique ne comprennent pas vraiment. Par conséquent, les physiciens estiment que rien de terrible ne peut arriver. Cela doit être compris et ressenti. Il y a beaucoup de spéculations ici. En particulier, je n'ai pas encore dit - nous devons supposer que le monde est multidimensionnel. Mais cela ne suffit pas. Des mesures supplémentaires, elles sont compactes, et la taille de ces mesures compactes doit être très bien adaptée à l’énergie du collisionneur pour que tous ces processus se déroulent. Alors? Mais, encore une fois, comment le monde fonctionne, nous ne le savons pas. Ceci est très spéculatif, les physiciens ne croient pas qu'une image aussi incroyable de la construction de l'univers soit réellement réalisée. Mais nous avons besoin d’un argument qui nous convaincrait que, malgré le fait que ... Si nous supposons cette hypothèse très spéculative, ce scénario très spéculatif, il reste néanmoins sûr. Et de telles constructions existent, des constructions empiriques qui ne dépendent pas de nos fantasmes. Comme je l'ai déjà dit, les rayons cosmiques ne bombardent pas seulement la Terre, mais également d'autres étoiles, en particulier des étoiles compactes et très denses, et même si les trous noirs, nés dans les rayons cosmiques, s'envoleraient de la Terre, ils resteraient certainement coincés telles étoiles, comme des naines blanches. Le trou noir est le même. Mais la substance du nain blanc est plus dense que la substance de la terre, ainsi tous les processus iront plus vite. Et il est possible de montrer sans équivoque d'après les principes physiques fondamentaux que si un tel scénario était réalisé, la Terre aurait vécu 10 mille fois plus longtemps qu'un nain blanc, après la chute d'un tel trou noir. Et nous savons d'après les observations, il est également bien connu que l'âge des naines blanches est d'un milliard d'années. Par conséquent, même dans ce scénario hypothétique et absolument incroyable, il est garanti que la Terre vivra mille fois plus. Eh bien, l'antimatière, je ne comprends pas du tout, et ici. En principe, l'antimatière ne peut pas conduire à une catastrophe mondiale. Les antiparticules, bien sûr, naissent toujours dans des collisions de particules à n'importe quel collisionneur, elles naissent, elles ... ce sont des processus microscopiques qui se produisent toujours.

  Et comment pouvez-vous comprendre qu'une nouvelle particule est née, non étudiée, ce qui n'est pas dans la nature, que peut-elle faire? Vous voyez, si je comprends bien, le but de cette expérience est de savoir ce qui va se passer.

  Eh bien, nous savons comment le monde fonctionne maintenant. C'est ça? Et nous pouvons supposer tous les scénarios possibles qui ne contredisent pas nos connaissances, et cela a été fait. Et dans le cadre de ces scénarios, même en supposant des constructions complètement impensables dont j'ai parlé, ils sont vraiment très loin, ces spéculations, à partir de ce que les physiciens pensent de la façon dont le monde fonctionne, peuvent néanmoins être montrées empiriquement ce désastre est impossible. Eh bien, je ne sais pas, il peut être utile de faire une telle analogie. Lorsque la bombe atomique a explosé pour la première fois, on craignait une réaction en chaîne dans l'atmosphère et la Terre ne suivrait cette explosion atomique. Une analyse appropriée des processus a été réalisée et il a été montré que cela était impossible, une réaction en chaîne ne se produirait pas. Mais personne n'a envisagé, par exemple, la possibilité qu'avec cette explosion, par exemple, toute l'eau des océans se transforme en acide sulfurique.

  Autrement dit, le collisionneur est aussi sûr que la bombe atomique?

  Eh bien, c'est plus sûr. En fait, plaisanter avec des armes atomiques n’est pas et ne devrait pas être. Et le collisionneur, il ... c'est une voiture très sûre. Que peut-il arriver au collisionneur? En principe, une catastrophe technogénique peut survenir si le faisceau devient incontrôlable. Mais dans ce cas, l'installation sera détruite, ce qui est une installation très coûteuse, et ce sera très pitoyable et très triste. Le collisionneur est un anneau situé à 100 mètres sous la ville de Genève, directement, par exemple, sous l'aéroport international de Genève. Et les habitants ... J'ai moi-même loué un appartement juste au-dessus du ring à Genève. Et personne ne s'inquiète. Même à propos de la catastrophe provoquée par l'homme.

  Combien d'années le collisionneur travaillera-t-il? Comment le modernisera-t-il s'il s'agit d'un travail à long terme?

  En effet, ce collisionneur est nettement plus gros que ce qui avait été fait auparavant. Et sur celui-ci, vous pouvez résoudre des tâches qui auparavant ne pouvaient même pas être définies de manière significative. Je peux donner un exemple si simple, une analogie, si vous le permettez. Ici, nous pouvons étudier l’eau à une température de 20 degrés, eh bien, nous le faisons habituellement, nous le buvons, par exemple. Si vous le regardez attentivement, nous y verrons des bulles et, en effectuant des expériences à une température de 20 ou 30 degrés, nous pouvons en général prédire que quelque chose d'important se produira aux alentours de 100 degrés - cela va probablement bouillir. C'est à peu près le même état de physique des particules élémentaires que nous sommes maintenant. Avec une énergie de 1 TeV, nous l’étudions, nous voyons l’effet et un grand nombre d’effets, et nous les comprenons comme nous le croyons. Et notre compréhension nous permet de dire avec confiance qu’avec les énergies d’interaction élémentaire d’une échelle de 1 TeV, il se produira quelque chose d’important, qui est identique à de l’eau bouillante chauffée à 100 degrés. Ce seuil est connu, il est de 1 TeV dans le système de centre de masse. C'est à ce moment-là que nous poussons 7 TeV d'un côté et 7 TeV de l'autre, des processus élémentaires se produisent à des énergies légèrement inférieures, car le proton est complexe, il y a trois quarks, disons, les gluons volent, et l'énergie des interactions élémentaires est environ cinq fois inférieure. . Mais avec une garantie, il dépasse l'énergie de 1 TeV qu'il faut comprendre la nouvelle physique qui devrait inévitablement être là. En ce sens, cet objet explique parfaitement pourquoi il a été créé: il s'agit du Grand collisionneur de hadrons et, bien entendu, il révélera quelque chose d'une importance fondamentale. Et nous ne comprenons pas vraiment quel type de physique sera là, mais, en règle générale, lors de la transition vers des énergies plus élevées, de nouvelles lois physiques apparaissent, dans un certain sens, plus simples que celles que nous rencontrons aux basses énergies. Eh bien, tout comme les molécules libres, qui apparaissent maintenant à la suite d’une eau bouillante, elles sont libres et simples, contrairement à certaines formations qui existent dans un verre d’eau. C'est le premier. Suivant Le paramètre essentiel du collisionneur n’est pas seulement son énergie, dans notre cas 14 teraelectronvolts, mais aussi la soi-disant luminosité - c’est une caractéristique qui nous indique la fréquence à laquelle les particules y entrent en collision. Donc, à l'intensité nominale des faisceaux, qui est maintenant conçue, et avec ces tailles de faisceaux qui seront là - et cela, je dois dire, quelques microns au total, 20 microns, les tailles de faisceaux sont très petites, et je dois dire, - cette luminosité sera telle que des interactions se produiront à raison de 1 milliard par seconde. C'est une luminosité élevée. Mais la technique d'accélération progresse et les détecteurs s'améliorent. Il est donc désormais clair que même un ordre de grandeur, au moins approximativement, peut augmenter cette luminosité. Ainsi, au cours de la prochaine année, certains travaux commenceront avec ces faisceaux, puis pendant environ cinq ans, la luminosité nominale sera atteinte, ainsi que le programme de modernisation de ce collisionneur et des installations physiques pour une luminosité de 10 et plus vraisemblablement de 50 plus que celui pour lequel tout est maintenant conçu. En gros, cela arrivera, celui-ci est ici une transition vers une nouvelle luminosité, quelque part en 2016 ou peut-être un peu plus tard. Donc, en général, tout ce programme est conçu pour plus de 20 ans. Ceci est un côté de la question. L’autre côté de la question est que ce collisionneur hadron - des protons s’y heurtent, des particules qui interagissent fortement. Le mot "hadron" - il vient du mot grec correspondant, comme beaucoup de termes physiques, signifiant - fort, fort. Probablement, si nous retrouvons l'étymologie du mot "noyau" ou "hadron", ou si le nom est Adriano (Celentano), ils sont tous issus de cette racine - forte, forte - dure en anglais, oui. Ces particules interagissent fortement. Nous en sommes essentiellement constitués - il s’agit de protons et de neutrons. Et là, les protons entrent en collision. Malheureusement, ces particules sont assez lâches et interagissent avec de grandes sections. Par conséquent, outre les processus qui nous intéressent, il existe en très grand nombre des processus qui ne nous intéressent pas, que nous connaissons et qui se déroulent à des distances relativement grandes. Par conséquent, ces machines à hadrons ici sont utiles pour la recherche de nouvelles physiques, mais pas optimales pour une étude détaillée. A cet égard, des projets de collisionneurs linéaires, divers collisionneurs linéaires, où les électrons sont accélérés - et maintenant les électrons, ce sont des particules plus élémentaires que les protons, disons, sur lesquels toute cette physique, à propos de laquelle nous nous trouvons degrés apprennent au Grand collisionneur de hadrons, seront étudiés plus en détail. Par conséquent, bien sûr, toute cette compréhension de la nature ne s’arrêtera pas au Grand collisionneur de hadrons, c’est une étape, mais j’insiste sur l’importance exceptionnelle de cette étape. Et encore une fois, je voudrais dire qu’aujourd’hui, nous savons - des protons, des électrons, il y a autre chose, et la science précédente formait en quelque sorte notre connaissance du principe de la matryochka: eh bien, il y a des molécules, puis des atomes ensuite, les noyaux, les noyaux de protons et de neutrons, les neutrons ... les protons sont constitués de quarks, eh bien, à partir d'une telle structure hiérarchique. Maintenant, nous posons en quelque sorte des questions d’une nature complètement différente - d’où vient la masse en général, qu’il ya une masse d’énergie. Et, dans un sens, nous espérons même répondre à la question, et cela est discuté de façon très significative, à la question de savoir en quoi consiste notre univers entier. Ce fait est extrêmement intéressant. Il me semble qu’il devrait s’inquiéter davantage des journalistes que, disons, des trous noirs sur lesquels nous savons qu’ils ne nous feront, pour ainsi dire, pas de mal. Et le fait est que toute la substance que nous connaissons, semblable à ce dont nous sommes constitués, ne représente que quelques pour cent de la substance existant dans l’univers et que les 95 ou 96% restants n’ont pas été étudiés du tout. En 2 000 ans de développement scientifique, nous ne savons pas en quoi consiste l'univers - c'est étonnant -. Et au Grand collisionneur de hadrons, nous espérons faire des progrès significatifs dans la compréhension, en particulier, de cette question importante.

  Commençons par la question ennuyeuse. Maintenant, le 10 septembre, il y aura un essai. Ensuite, par exemple, l’année prochaine, le lancement aura lieu à pleine énergie. Ensuite, un peu plus de temps analysera les résultats. Quand pouvons-nous attendre les premiers résultats significatifs? Eh bien, par exemple, recherchez le boson de Higgs. Lorsque, dans le scénario le plus optimiste, il peut y avoir des nouvelles que, disons, cela a été trouvé. Merci

  Si je peux me permettre, je continuerai pour ainsi dire. Ici, le chef du Grand collisionneur de hadrons, Lin Evans, a dit un jour que dans notre projet, nous n’avions pas de bouton rouge sur lequel vous pouvez appuyer et lancer ce collisionneur comme ceci. C'est un processus long et long. Et vous l'avez correctement décrit dans son ensemble. Je peux dire que chaque erreur ou chaque mise à niveau, chaque changement, chaque échec coûte très cher. Parce que toute cette voiture est supraconductrice, et si nous imaginons que quelque part il y a quelque chose qui fuit, que de l'hélium y coulait quelque part pas là, alors le secteur est approprié, et il y en a huit, il est nécessaire de chauffer, de percer ce trou, puis de le remplir désolé, 25 000 tonnes d’azote, beaucoup d’hélium liquide, amènent cet hélium liquide à un supraconducteur, puis à un état superfluide, à une température de 1,8 degrés Celsius, et le tout prendra entre 2 et 3 mois. Par conséquent, la procédure spécifique pour lancer l'accélérateur et l'amener aux paramètres nominaux peut prendre beaucoup de temps. Je peux dire qu'il y a de l'expérience ici, d'autres collisionneurs ont atteint leurs caractéristiques de base en 2-3 ans. Par conséquent, si nous parlons des premières publications, de l’examen des caractéristiques d’interaction aux ultra-hautes énergies, de la multiplicité, de la répartition de l’énergie, de quelque chose d’autre, il me semble qu’il faut s’attendre à des déclarations d’ici la fin de l’année prochaine. Si nous parlons de certains des premiers résultats sur le boson de Higgs, pour lesquels la luminosité est nécessaire, eh bien, 10 unités sur 31 sont des unités - nous sommes plutôt en 2010.

  J'ai une question liée à la question précédente. Vous ne pouvez pas décrire plus précisément quelles expériences sont prévues dans un proche avenir. C'est-à-dire que vous dites généralement de quoi l'univers est fait, ce boson de Higgs est notoire, mais pourriez-vous décrire quelles expériences plus spécifiques sont prévues ici, et il existe un calendrier, et ce qui est important, une participation russe est-elle prévue? Avez-vous des expériences spécifiques ou avons-nous des idées à ce sujet? Ou serons-nous avec des collègues d'autres pays? Merci

  Comme déjà dit, dans ce collisionneur, quatre endroits où les faisceaux se heurtent et quatre installations sont ainsi créées. Deux d'entre elles sont de grandes installations universelles destinées à étudier toutes sortes d'aspects des interactions de ces particules aux ultra hautes énergies. Et dans ce sens, l'expérience ne ressemble pas à celle de la chimie ou de la biologie: lorsqu'un verre est versé dans un verre, un autre est versé dans un tube à essai, mélangé d'une manière ou d'une autre et mélangé pour voir ce qui se passe. L'expérience montre que cette installation est lancée, qu'elle voit presque tout ou tout ce qui peut s'y produire et que des statistiques sont en cours de collecte. Les gens là-bas sont en service, y compris les scientifiques russes, et maintenant, ces données arrivent, sont traitées, filtrées correctement, emballées, vont aux centres de calcul appropriés sur le support approprié, et vont dans différents pays à toutes les extrémités. La base ici est ce qu’on appelle le système GRID, il s’agit d’une nouvelle technologie, qui constitue en quelque sorte la prochaine étape pour nous tous avec le célèbre Internet, et sa signification est qu’ici, Internet, vous donne accès à information, et GRID, il donne accès non seulement à l’information, mais aussi à la puissance de calcul, aux programmes, à tout, à tout ce qui est contenu dans les ordinateurs inclus dans ce système. Les participants aux expériences sont donc unis sur ce système GRID, en particulier la Russie participe de manière très active à ce projet. Ces données sont réparties sur tous les participants aux expériences et y sont traitées. À partir du moment où vous recevez des données, de la réception d’une information à l’obtention d’un résultat physique, cela prend entre plusieurs mois et dix ans, pour ainsi dire. Il y a différents niveaux de difficulté, différents problèmes se posent. Mais l’expérience semble telle que l’installation commence progressivement, ses différentes parties étant incluses. Et c'est ce qui se passe en ce moment: maintenant, les gens sont assis jour et nuit, sur cette installation, lançant ses différents éléments, vérifiant, enregistrant, prenant soin des systèmes de collecte de données, développant la procédure de traitement, et comme si, d'ici la fin de l'année, tout fonctionnerait de manière plus ou moins cohérente. quand toutes ces interactions commencent. C'est très utile à dire, c'est ce qui se passe le 10 septembre. Déjà, pour ainsi dire, le faisceau était conduit dans les deux sens - dans certains secteurs. Maintenant, il devrait tourner, ce faisceau devrait commencer à tourner dans ces magnats, dans ces collisionneurs dans les sens horaire et antihoraire, mais en tournant au niveau de l'injection, j'insiste, ce n'est que 400 TeV, il n'y aura pas 7 TeV dans chaque anneau dès le début. Vous devez d’abord tordre le faisceau dans l’accélérateur, comprendre sa dynamique, comprendre les caractéristiques du faisceau, comprendre les caractéristiques de l’accélérateur, puis absorber doucement l’augmentation de l’énergie de ces faisceaux. L’expérience a donc l’apparence d’un travail monotone continu - et même, dans une certaine mesure, monotone - comme un travail monotone continu pendant 20 ans. Parlons maintenant des physiciens russes. Comme nous l’avons tous dit, depuis plus de 20 ans, l’ensemble du commerce et le niveau de la formulation, le concept de ces installations physiques, au niveau de la formulation du programme physique, au niveau du développement des idées théoriques de base qui, eh bien, comment pourrions-nous tous explorer ici D'une manière ou d'une autre, les scientifiques russes ont apporté une contribution réalisable, parfois importante. Et nous continuerons à le faire en restant assis à Genève et, principalement, chez nous et en faisant de la physique. Par exemple, sept instituts russes et l'Institut commun de recherche nucléaire participent au projet ATLAS. Je ne formulerais pas ici des concepts tels que celui de chef d'établissement, il peut être insultant pour ceux qui ne seront pas appelés les principaux. Mais je peux dire que toutes les grandes organisations impliquées dans la physique des hautes énergies sont impliquées dans le projet Large Hadron Collider. Par exemple, dans l'expérience ATLAS, il s'agit de l'Institut de physique des hautes énergies de Protvino, de l'INP MSU, de l'Institut de physique de Moscou, de FIAN et de Gatchina, Novosibirsk, ITEP (Institut de physique théorique et expérimentale) et Dubna. Différentes institutions ont apporté des contributions différentes, mais chacune d’elles est significative, et la contribution de la Russie est dans l’ensemble reconnue, et je dirais que ce projet devrait être considéré, à mon avis, comme assez réussi, du moins à cet égard.

  Il existe une formule: 1% de l’État est investi dans la science fondamentale pendant 50 à 100 ans; 10% - appliqué depuis 10 ans et 100% - la production, ce qui conduit à un développement innovant. Ici, la physique atomique est un développement innovant de l'Etat. Pouvez-vous énumérer les orientations fondamentales dans lesquelles vous devez investir maintenant ce 1%? Merci

  Eh bien, en général, je dois dire que l'objectif de ce projet - le grand collisionneur de hadrons - est un objectif purement fondamental, qui consiste à obtenir des connaissances fondamentales. Surtout pas d'objectifs pour la recherche appliquée ou, de plus, les objectifs commerciaux dans ce projet ne sont pas investis. Bien que, il faut bien le dire, la création d'installations expérimentales - d'accélérateurs et de détecteurs - entraîne l'émergence de nouvelles technologies de pointe, bien sûr, dans l'industrie. Puisque les exigences pour ces installations sont très élevées, les matériaux, l'électronique et les autres composants de ces installations doivent donc être d'un niveau élevé - très élevé, sans précédent, par exemple. Et cela implique le développement de technologies pouvant être utilisées dans d'autres domaines. C'est un tel aspect. Oui, il est même admis que la physique des hautes énergies est le moteur du développement de la haute technologie. Autrement dit, les exigences dans ce domaine sont telles pour les matériaux et pour tous les autres composants qu’elles dirigent, les obligeant à créer, à inventer de nouvelles technologies qui, bien sûr, seront utilisées par d’autres industries, pour ainsi dire. Eh bien, cet exemple est déjà une telle divergence, je dirais, c’est le World Wide Web, le World Wide Web, comme on dit - www, - qui a été créé au CERN et précisément à la demande de la physique des hautes énergies. De nombreux exemples peuvent être cités lorsqu'un tel processus se produit. De l’autre côté, vraiment, où il est nécessaire d’investir de l’argent et quelle pourrait être une issue, dans l’économie nationale ou dans certaines nouvelles technologies, et à quelle échelle de temps. Il faut dire que ces dernières années en particulier, les nanoténogologies se sont développées rapidement - partout dans le monde. Et il y a des progrès énormes, et inventés dans la biologie et la chimie, et les nouveaux matériaux, en général, couvraient de nombreux secteurs de l'économie et de l'activité humaine. Mais je dois dire que les principes fondamentaux de ces nanotechnologies ont été posés il y a 100 ans, lorsque la théorie quantique a été créée, sur la base de celle-ci. Et puis personne n’y a pensé et ne pensait pas que nous arriverions à un tel développement de la nanotechnologie. En effet, c’est précisément sur la base de la théorie quantique que la physique atomique a été développée, la physique moléculaire. Et maintenant, après 100 ans, nous avons atteint le niveau, le niveau technologique de la société de tous les pays développés a atteint un niveau où nous pouvons mettre cette connaissance fondamentale dans certains produits pratiques. Il existe des revêtements de peinture et de vernis. Vous savez ce qu’est la nanotechnologie. Suppléments et ainsi de suite. Par conséquent, nous n'excluons pas - eh bien, cela reste du fantasme, mais des fantasmes basés sur l’histoire du développement de la science - que les connaissances que nous recevons maintenant dans le micro-monde seront en quelque sorte utilisées pour un usage pratique. Après combien d'années - je ne sais pas. Eh bien, après 50 ou après 100, et peut-être après 200. Et donc, à cette échelle, si nous avons atteint le niveau technologique de la nanotechnologie, les connaissances que nous obtenons de la physique des hautes énergies, de la physique des sont probablement la base de la picotechnologie et de la phénotechnologie. C'est sur la même échelle: nano - du mot 10 au moins 9, puis 10 au moins 12, 10 au moins 15. Et, en effet, les processus que nous étudierons au collisionneur sont déjà au niveau de 10 au moins 15 cm, 10 au 17 même, peut-être. Par conséquent, il est possible que ces phénotechnologies viennent parfois à l'aide d'une personne afin de créer des propriétés sans précédent de matériaux et d'autres éléments nécessaires à la vie. Je voudrais aussi dire à propos de GRID dans la suite. GRID est un tel système informatique distribué. Et Alexander Mikhailovich a déclaré à juste titre que lorsque le traitement des données commence, les scientifiques restent généralement chez eux et traitent ces données. C'est le centre de ce système. C’est-à-dire l’énorme flux d’information qui provient des détecteurs, et d’un détecteur, il y aura un flux d’informations égal à peu près à toutes les informations actuellement disponibles sur Internet dans le monde. C’est un flux énorme, vous avez donc besoin d’une électronique rapide qui supprime ces informations, vous avez besoin de stockages spéciaux cette information et ainsi de suite. Et ensuite, il doit être traité. Ainsi, il s'avère que, dans ce domaine, contrairement à, peut-être, aucun superordinateur ne vous aidera, vous avez besoin d’un système distribué pour effectuer ces calculs - seul ce système peut assurer la collecte et le traitement de tels flux d’informations. Encore une fois, bien que GRID, en tant que système mondial, soit conçu à l’avenir pour être utilisé partout, comme l’a inventé le physicien de l’Internet (je parle du World Wide Web), mais tout le monde l’utilise maintenant - femmes au foyer et tous les écoliers et ainsi de suite, déjà à la maternelle. Donc c'est pareil. On pense qu'en général il y aura un tel système. Mais la locomotive, je le répète, le développement de ce système particulier est le projet - le Grand collisionneur de hadrons - c’est là que des progrès énormes ont été accomplis. Ce système existe déjà et fonctionne, bien que la collecte de données n’ait pas encore commencé, il est déjà prêt à le faire. Sa signification est que le physicien, ayant une sorte de problème, et qu’il doit résoudre, doit traiter les données et étudier le signal utile qui intéresse les physiciens. Il est à la maison - je simplifie un peu - sur mon ordinateur personnel de mon lieu de travail, et peut-être à la maison, cela commence. Et puis le système est construit de telle sorte qu'il ne sache pas et ne saura pas où cette tâche a été menée, je veux dire le monde entier. C'est-à-dire que des centres informatiques distribués spéciaux seront installés dans le monde entier dans tous les pays et sont fournis à tout physicien participant à l'expérience via un ordinateur personnel. Et ensuite, ce système lui-même recherche les endroits où il existe une ressource libre, d’abord, deuxièmement, où se trouvent des logiciels pertinents qui peuvent résoudre ce problème. Trouve - envoie là. Peut-être êtes-vous assis à Moscou, au Japon, aux États-Unis, quelque part en Europe. En outre, lorsque ce problème est résolu, eh bien, un problème particulier en particulier, il y revient, à ce physicien, et il obtient une solution. Voici un tel système. Par conséquent, il n’est pas nécessaire que tous les physiciens manipulent, disons, siéger au CERN avec une sorte de, pour ainsi dire, d’affichage ou de surveillance, ou un grand ordinateur. C’est ainsi que tout le monde fonctionne de manière distribuée. résultat spécifique. De là, ce nom est également apparu. GRID est généralement un réseau, une grille. Ce nom vient d’Amérique, où un tel mot est appelé système énergétique - eh bien, tout comme nous avons un système énergétique unique. Vous, y compris, par exemple, un fer à repasser dans la prise murale, vous ne savez pas d'où provient cette électricité - de la centrale hydroélectrique de Krasnoyarsk ou d'ailleurs. Ici, elle est venue de quelque part, parce que tout est dans un seul système. De même, les calculs. C'est donc une technologie très intéressante.

  J'ai une question et demie et, probablement, Igor Ivanovich en tant que théoricien. Or, si matière noire, énergie noire, ce sont des choses qui interagissent très faiblement avec la forme connue de la matière, avec la matière ordinaire, alors pourquoi les physiciens s’attendent-ils à ce que le collisionneur, conçu pour accélérer la matière par des interactions ordinaires, comprendre les propriétés de la matière noire? Et la deuxième question sur ce que veulent les physiciens en général, quels physiciens s’attendent à voir du nouveau? En d’autres termes, on pense que depuis environ 30 ans, il n’existe pas une telle base subversive pour des expériences sur la physique des microparticules, c’est-à-dire que le modèle standard va, va, va, et aucune expérience ne le contredirait. Et, par conséquent, aucune expérience de ce type n’a été réalisée sur la vie de la génération actuelle de physiciens. C’est ce que les physiciens, en particulier les théoriciens, envisagent de voir, naturellement, là, au-delà, au-delà de ce TeV, peut-être 14 TeV?

  Vous l'avez bien dit. En effet, nous avons entre les mains un modèle standard qui décrit parfaitement tout, et c’est le monde qui nous entoure, il est très complexe et, au niveau fondamental, il s’avère très simple. Ce modèle standard décrit les résultats de toutes les expériences précédentes, notamment dans les accélérateurs, mais ce modèle standard n'est pas complet. La dernière brique qui n’a pas encore été trouvée à titre expérimental est le champ de Higgs, ce qui en donne beaucoup à tout le monde ... C’est ce à quoi nous nous attendons, ce que nous trouverons, mais c’est dans le cadre du modèle standard. Mais même sans le champ de Hicks, le modèle standard n’est pas complet, vous avez dit à juste titre, que nous savons absolument qu’il existe une matière noire dans l’univers, il existe une énergie noire et les éléments sont ceux-ci, ils doivent être en dehors du cadre du modèle standard. À l'intérieur du modèle standard, il n'y a pas de place pour la matière noire. Eh bien, comment savons-nous, par exemple, que la matière noire peut naître au Grand collisionneur de hadrons. Comment le monde fonctionne en dehors du modèle standard, nous ne le savons pas. En particulier, une possibilité discutée depuis longtemps est une très belle possibilité, celle de la supersymétrie - c’est-à-dire que chaque particule a un super-partenaire: un photon a une photine, un électron a un électron scalaire un super-partenaire, etc. La voici Et, si le monde est organisé de cette manière, nous le verrons au grand collisionneur de hadrons, la supersymétrie sera ouverte et, en passant, la supersymétrie sera ouverte, ce sera peut-être encore plus facile que la particule de Higgs, et même plus rapidement si cela se produira réellement dans la nature. . Les paramètres du modèle dans lequel il y a supersymétrie seront mesurés. Et dans le cadre de cette théorie supersymétrique, il y a déjà de la place pour la matière noire. Les particules de matière noire, qui apparaissent dans les théories de la supersymétrie, sont appelées wimps, des particules massives à faible interaction. Si nous voyons que le monde est arrangé de manière à ce qu'il y ait une place pour les wimpas - eh bien, alors il sera quelque peu étrange de penser à cette matière noire et à une autre ... Et pour voir directement, bien sûr, il sera très difficile d'être des particules de matière noire, mais indirectement comme ici le neutrino a été mesuré, disons, il y a 40 ans. Quoi d'autre pourrait être à part la supersymétrie? Eh bien, par exemple, comme je l’ai dit, il y a récemment eu des spéculations selon lesquelles le monde est multidimensionnel. Ce sera une révision très radicale de nos idées sur l'univers, si cela est vrai. Et cela déterminera généralement l’orientation du développement de la physique, si nous constatons que le monde est multidimensionnel, du moins pour les 100 prochaines années. Eh bien, comme je l’ai dit, même si le monde est multidimensionnel, il est sûr. Les trous noirs, qui vont naître dans un monde multidimensionnel, ne sont pas dangereux. Mais ici nous allons l'étudier.

  On a déjà dit que le boson de Higgs, s’il est retrouvé, permettra de comprendre la présence de la masse dans les particules élémentaires. Autant que je sache, là-bas, s’il n’ya pas de boson de Higgs, il ne devrait pas y avoir de masse. Et je voulais demander, mais comment cette idée de masse est-elle liée à la gravité? J'ai eu l'impression qu'ils ne sont pas liés à cette théorie. Ou comment?

  Ils ne sont connectés d'aucune façon. Il est nécessaire d'expliquer comment la masse se forme en raison de l'interaction avec le champ de Higgs, oui? En général, tout l'univers, selon les concepts modernes, est rempli du champ de Higgs. Et toute particule qui se déplace dans ce champ gagne en masse en raison de l'interaction avec ce champ. Sans ce champ, toutes les particules du modèle standard seraient sans masse. Cela n’a rien à voir avec la gravité dans le modèle standard. Eh bien, la gravité ... Tous les corps massifs, ils interagissent les uns avec les autres par un champ de gravitation. Les corps massifs plient l'espace et le temps. Et la masse est acquise par interaction avec le champ de Higgs. Ce sont deux composants complètement indépendants. Les physiciens rêvent bien sûr de construire une théorie unifiée de toutes les interactions. Voici le modèle standard, qui combine des interactions électromagnétiques faibles et des interactions fortes organisées de la même manière. Mais il y a des théories qui ont été construites avec succès, mais qui n'ont pas encore été confirmées expérimentalement, dans lesquelles les interactions électromagnétiques fortes et faibles sont combinées de manière très belle. Et il existe bien entendu des théories encore plus éloignées de la vérification expérimentale, selon lesquelles la gravité agit également comme un tout avec ces composants du modèle standard. Eh bien, il peut y avoir une sorte de connexion. Et dans le cadre du modèle standard, ce sont absolument deux éléments indépendants.

    (ou BAK)  - actuellement, le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules au monde. Ce colosse a été lancé en 2008, mais a longtemps fonctionné à capacité réduite. Nous comprendrons ce qu’il en est et pourquoi nous avons besoin du Grand collisionneur de hadrons.

  Histoire, mythes et faits

  L’idée de créer un collisionneur a été exprimée en 1984. Et le projet de construction du collisionneur a été approuvé et adopté dès 1995. Le développement appartient au Centre européen de recherche nucléaire (CERN). En général, le lancement du collisionneur a attiré beaucoup d'attention non seulement des scientifiques, mais aussi des gens ordinaires du monde entier. Nous avons parlé de toutes sortes de peurs et d’horreurs associées au lancement du collisionneur.

  Cependant, même maintenant, il est tout à fait possible que quelqu'un attende une apocalypse liée au travail du LHC et mordille à la seule pensée de ce qui arriverait si le grand collisionneur de hadrons explosait. Bien que, tout d’abord, tout le monde ait eu peur du trou noir, qui, étant microscopique au début, grossira et absorbera en toute sécurité le collisionneur lui-même, suivi de la Suisse et du reste du monde. La catastrophe de l'annihilation a également provoqué une grande panique. Un groupe de scientifiques a même poursuivi en justice, essayant d'arrêter la construction. La déclaration indique que les caillots d'antimatière que l'on peut obtenir dans le collisionneur vont commencer à s'annihiler avec la matière, qu'une réaction en chaîne va commencer et que l'univers entier sera détruit. Comme le dit le personnage célèbre de «Back to the Future»:

  L'univers entier, bien sûr, dans le pire des cas. Au mieux, seulement notre galaxie. Dr. Emet Brown.

  Un collisionneur détruit la terre

  Et maintenant, nous allons essayer de comprendre pourquoi il est hadron? Le fait est que cela fonctionne avec les hadrons, ou plutôt accélère, accélère et pousse les hadrons.

  Hadrons  - une classe de particules élémentaires sujettes à de fortes interactions. Les hadrons sont constitués de quarks.

  Les hadrons sont divisés en baryons et mésons. Pour faciliter les choses, disons que presque toute la substance connue est constituée de baryons. Simplifiez encore plus et dites que les baryons sont des nucléons (protons et neutrons qui constituent le noyau de l'atome).

  
  

  Collision de particules

  Comment fonctionne le grand collisionneur de hadrons

  L'échelle est très impressionnant. Le collisionneur est un tunnel circulaire souterrain situé à une profondeur de cent mètres. La longueur du grand collisionneur de hadrons est de 26 659 mètres. Les protons, accélérés à des vitesses proches de la vitesse de la lumière, volent en cercle souterrain sur le territoire de la France et de la Suisse. Pour être précis, la profondeur du tunnel est comprise entre 50 et 175 mètres. Les aimants supraconducteurs sont utilisés pour focaliser et retenir les faisceaux de protons en vol; leur longueur totale est d'environ 22 kilomètres et ils fonctionnent à une température de -271 degrés Celsius.

  
  

  Détecteur sur le réservoir

  Le collisionneur comprend 4 détecteurs géants: ATLAS, CMS, ALICE et LHCb. Outre les grands détecteurs principaux, il existe également des détecteurs auxiliaires. Les détecteurs sont conçus pour capturer les résultats des collisions de particules. C'est-à-dire qu'après la collision de deux protons à des vitesses proches de la lumière, personne ne sait à quoi s'attendre. Pour "voir" ce qui s'est passé, où il a sauté et à quelle distance il s'est envolé, il existe des détecteurs bourrés de toutes sortes de capteurs.

  
  

  Grand collisionneur de hadrons. Lieu Photos

  Les résultats du grand collisionneur de hadrons.

  Pourquoi avons-nous besoin d'un collisionneur? Bien, certainement pas pour détruire la Terre. Il semblerait, à quoi ça sert de pousser les particules? Le fait est qu'il y a beaucoup de questions sans réponses dans la physique moderne, et étudier le monde à l'aide de particules overclockées peut littéralement ouvrir une nouvelle couche de réalité, comprendre la structure du monde et peut-être même répondre à la question principale «le sens de la vie, de l'univers et en général». .

  Quelles découvertes ont déjà été faites à BAC? Le plus célèbre est la découverte boson de Higgs  (nous y consacrerons un article séparé). En plus d'être ouvert 5 nouvelles particules, premières données de collision aux énergies record obtenues, montré l'absence d'asymétrie de protons et d'antiprotons, corrélations inhabituelles de protons détectées. La liste peut être prolongée pendant longtemps. Mais les trous noirs microscopiques qui ont inspiré la peur chez les ménagères, n’ont pas été retrouvés.

  
  

  Et ceci en dépit du fait que le collisionneur n’a pas encore été accéléré à sa puissance maximale. Maintenant, l'énergie maximale du grand collisionneur de hadrons - 13 TeV  (tera électron-volt). Cependant, après une préparation appropriée, les protons prévoient d’accélérer pour 14 TeV. À titre de comparaison, dans les accélérateurs prédécesseurs du LHC, les énergies reçues maximales ne dépassaient pas 1 TeV. Ainsi, l'accélérateur américain Tevatron de l'Illinois pourrait accélérer les particules. L'énergie obtenue dans le collisionneur est loin d'être la plus grande du monde. Ainsi, l'énergie des rayons cosmiques enregistrée sur Terre dépasse l'énergie d'une particule accélérée dans le collisionneur un milliard de fois! Le danger du grand collisionneur de hadrons est donc minime. Il est probable qu'après que toutes les réponses auront été reçues avec l'aide du LHC, l'humanité devra construire un autre collisionneur plus puissant.

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