LHC (od angielskiego Large Hadron Collider) to Wielki Zderzacz Hadronów - nowy akcelerator ze zderzającymi się wiązkami protonów, o energii 7 TeV każda, który został zbudowany w Laboratorium Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN) w Genewie. LHC to największe na świecie urządzenie badawcze, a Laboratorium CERN to największe na świecie laboratorium fizyki cząstek elementarnych.
Wielki ze względu na wymiary akceleratora (długość obwodu około 27 km). Zderzacz, bo cząstki z dwóch przeciwbieżnych wiązek zderzają się w czterech miejscach, w których tory tych wiązek się przecinają. Hadronów, bo przyspieszane są protony lub jony, które są hadronami (cząstkami, które zbudowane są z kwarków i oddziałują silnie).
Schemat LHC i urządzeń towarzyszących
Wokół czterech miejsc zderzeń wiązek w ogromnych podziemnych halach zbudowano cztery detektory dla dużych eksperymentów ATLAS, CMS, LHCb i ALICE. Dodatkowo przy dwóch pierwszych detektorach znajdują się detektory dwóch małych eksperymentów LHCf i TOTEM, które będą analizować cząstki rozproszone lub produkowane pod małymi kątami.
ATLAS
(toroidalny detektor LHC) to jeden z dwóch detektorów ogólnego przeznaczenia. W tym eksperymencie, podobnie jak w CMS, badania będą dotyczyły poszukiwań cząstki Higgsa, dodatkowych wymiarów, cząstek tworzących ciemną materię (np. cząstek supersymetrycznych) itp. ATLAS jest największym objętościowo detektorem cząstek, jaki dotąd zbudowano.
CMS
(zwarty solenoidalny detektor mionów) to jeden z dwóch detektorów ogólnego przeznaczenia. W tym eksperymencie, podobnie jak w eksperymencie ATLAS, badania będą dotyczyły poszukiwań cząstki Higgsa, dodatkowych wymiarów, cząstek tworzących ciemną materię (np. cząstek supersymetrycznych) itp. CMS, w przeciwieństwie do innych dużych detektorów w LHC, został zbudowany na powierzchni i następnie w 15 częściach opuszczony do podziemnej hali i ponownie złożony.
LHCb
jest eksperymentem poświęconym badaniom mezonów B zawierających kwarki piękne (kwarki b) i pozwoli nam zrozumieć, dlaczego nasz Wszechświat jest zbudowany prawie całkowicie z materii, a nie antymaterii. W tym eksperymencie miejsce zderzenia nie jest całkowicie otoczone zamkniętym detektorem, gdyż używa się wielu subdetektorów do detekcji głównie cząstek produkowanych pod małymi kątami w stosunku do wiązek.
ALICE
(eksperyment przy wielkim zderzaczu jonów) jest eksperymentem badającym plazmę kwarkowo-gluonową w zderzeniach jonów ołowiu, co pozwoli odtworzyć w laboratorium warunki tuż po Wielkim Wybuchu, zanim powstały takie cząstki jak proton i neutron.
LHC będzie rocznie dostarczać 15 mln GB danych, co odpowiada 100 000 płyt DVD. Aby umożliwić naukowcom z całego świata dostęp do tych danych i ich analizę, CERN zbudował WLCG - rozproszony układ komputerowy umożliwiający przechowywanie danych i obliczenia. Kopie danych z eksperymentów LHC będą przekazane do wielu dużych centrów komputerowych pracujących w systemie gridowym na całym świecie. Centra te umożliwią dostęp do tych danych centrom obliczeniowym, klastrom uniwersyteckim czy nawet komputerom osobistym naukowców.
Poniżej zdjęcie przedstawiające widok z lotu ptaka na CERN pod Genewą w Szwajcarii. Czerwona ścieżka pokazuje lokalizację podziemnego tunelu, gdzie znajduje się akcelerator LHC
Poniżej kilka zdjęć z procesu budowy LHC (rok 2006).
Technicy i inżynierowie pracowali dzień i noc w tunelu LHC instalując 20 magnesów tygodniowo. Każdy z modułów waży 34 tony i mierzy 15 metrów długości
Wyrównywanie magnesów w tunelu LHC
Przedni absorber ALICE w centrum detektora po instalacji i wyrównaniu.
Peter Glassel, technik i koordynator "ALICE Time Projection Chamber" siedzi w ukończonej komorze
Centralny widok na detektor ATLAS
Detektor CMS
Czy projekt LHC może być groźny dla ludzkości?
Otóż pojawiły się głosy, że tak.
Walter Wagner, dawny specjalista d.s bezpieczeństwa atomowego obawia się, że zderzacz może wytworzyć miniaturowe czarne dziury, które przetwają dostatecznie długo aby wessać całą materię, która znajdzie się w ich pobliżu. Szczegółowe informacje o ewentualnym zagrożeniu jakie niosą ze sobą eksperymenty przeprowadzane w CERN znaleźć można pod poniższym adresem URL (po angielsku).
http://www.risk-eval...m.org/anon1.htm
Główne argumenty świadczące o zagrożeniu przedstawiłem w skrócie poniżej:
1. 27 kilometrowy obwód LHC będzie najsilniejszym akceleratorem cząstek na świecie. Cząski w tym akceleratorze będą się z sobą zderząć z energiami jakie towarzyszyły zderzajacym się cząstkom zaraz po Wielkim Wybuchu (BIG BANG), kiedy temperatura Wszechswiata wynosiła tysiące bilionów stopni.
2. Istnieje duże prawdopodobieństwo, że w wyniku eksperymentu wytwarzały się będą miniaturowe czarne dziury (MBH - od Micro Black Holes). Takie prawdopodobieństwo zakładają studia przeprowadzone w CERN.
3. Badania przeprowadzone w CERN wykazują, że miniaturowe czarne dziury nie będą stanowiły żadnego zagrożenia (mimo, że mogą być produkowane z częstością 1/s), gdyż zgodnie z prawem Hawkinga (patrz wikipedia pod hasłem Promieniowanie Hawkinga) małe czarne dziury "parują" zdecydowanie szybciej niż te większe, a w przypadku eksperymentu w CERN będą one tak małe, że fizycznie znikną w ułamku sekundy, zanim dojdzie do jakiegokolwiek fizycznego oddziaływania. Jednakże nigdy nie przetestowano prawa "parowania" Hawkinga, a niektórzy naukowcy twierdzą, że prawo to może nie działać tak jak opisał to Hawking.
Powyższe trzy punkty zakładają, że dojdzie do wytworzenia wielu miniaturowych czarnych dziur, a prawa Hawkinga zawiodą. Jeśli tak się stanie, Ziemia może znaleźć się w wielkim niebezpieczeństwie.
Inne groźne skutki eksperymentu w CERN to m.in:
1. "Dziwadełka"
W określonych warunkach z kwarków mogą powstać tzw. "dziwadełka" (z ang. strangelets) w wyniku zderzania ze dostateczną prędkością protonów. "Dziwadełka" są bardzo groźne dla naszej planety ale tylko wtedy kiedy nie poruszają się szybko przez materię. Jeśli tylko jedno "dziwadełko" posiada prędkość zerową, może stanowić zagrożenie.
2. "Magnetyczne Monobieguny"
Jedna z teorii sugeruje, iż wysokoenergetyczne zderzenia cząsteczek mogą dać początek masywnym cząsteczkom posiadającym tylko jeden biegun – tylko południowy, albo tylko północny. Podobne cząsteczki powstać mogą w LHC i po wydostaniu się stamtąd zacząć zamianę wszystkich innych cząsteczek w sobie podobne.
Czy zatem Ziemię czeka zagłada? Najprawdopodobniej nie dowiemy się tego wcześniej niż przed pierwszym planowanym uruchomieniem LHC.
Planowany termin uruchomienia LHC:
pierwsze wiązki - czerwiec 2008 r., pierwsze zderzenia - sierpień 2008 r.
źródła:
http://lhc.fuw.edu.pl/
LHC v.s. wikipedia.pl
http://wolne-media.h2.pl/?p=3061
http://www.fizyka.net.pl
http://www.news.com/...l?tag=nefd.blgs
http://www.risk-eval...m.org/anon1.htm
Zachęcam do dyskusji w tym temacie i zamieszczania najnowszych informacji związanych z projektem w CERN.
Tematy powiązane z tą dyskusją na naszym forum:
Machina czasu powstanie w ciągu najbliższych miesięcy
Generator czarnych dziur nie stanowi zagrożenia?
