Главная / CERN / Большой адронный коллайдер (БАК)
Большой адронный коллайдер. The Large Hadron Collider (LHC). БАК

Большой адронный коллайдер (БАК)

Из чего состоит Вселенная? Как все начиналось? Чтобы найти ответы на эти вопросы Физики Европейской организации ядерных исследований используют самый мощный в мире ускорительный комплекс для разгона элементарных частиц,  Большой адронный коллайдер (LHC) или БАК.

Назначение ускорителей

Большой адронный коллайдер. The Large Hadron Collider (LHC). БАКРяд ускорителей работают в одной цепи, чтобы столкнуть частицы на скоростях приближенных к скорости света. Этот процесс дает физикам подсказки о том, как эти частицы взаимодействуют, и позволяет раскрыть физические законы, определяющие развитие Вселенной.
Ускорители были изобретены в 1930-е годы, чтобы обеспечить энергией элементарные частицы для изучения структуры атомного ядра. С тех пор они использовались для исследования многих аспектов физики элементарных частиц. Их задача состоит в том, чтобы ускорять и увеличивать энергию пучка частиц путем создания мощного электромагнитного поля. Они бывают:

  • линейными, где частицы перемещаются от одного конца к другому;
  • кольцевыми, где частицы путешествуют по кругу;
  • низкоэнергетичными;
  • высокоэнергетичными, где частицы развивают максимально возможную скорость.

Структура ускорительного комплекса CERN

Большой адронный коллайдер. The Large Hadron Collider (LHC). БАКУскорительный комплекс ЦЕРНа – представляет собой последовательность из линейных и кольцевых установок для разгона протонов и тяжелых элементарных частиц–адронов до скоростей, сопоставимых со скоростью света. Последнее звено в этой цепи — Большой адронный коллайдер (БАК). При помощи мощного ускорителя физики-ядерщики пытаются воспроизвести физические процессы, происходящие в условиях космической среды.

  • Каждый из четырех частей комплекса последовательно ускоряет заряженные частицы все с больше и большей скоростью при помощи мощных сверхпроводящих элктромагнитов.
  • В последнем, четвертом отсеке коллайдера атомы протонов и тяжелых ионов разгоняются до невероятных скоростей, устремляясь на встречу друг другу. При их столкновении образуются новые нестабильные частицы и античастицы.

Но мало разогнать и столкнуть протоны и электроны, надо их отследить, зафиксировать и измерить. Жизнь этих атомов настолько коротковременна – тысячные наносекунды – поэтому для того чтобы их обнаружить нужны специальные сверхчувствительные датчики. С этой задачей успешно справляются отслеживающие устройства – детекторы-идентификаторы и калориметры, установленные в трубах БАКа на участках столкновения частиц. Они собирают сведения о вновь рожденных элементах, в том числе их скорость, массу и заряд и даже позволяют делать снимки в момент столкновения. Это самые крупные детекторы:

  • АТЛАС и GMS;
  • АЛИСА и LHCb;
  • а также ТОТЕМ, LHCf;
  • MOEDAL.

Также ускорительный комплекс включает в себя протонные синхротроны разной мощности, антипротонный замедлитель, установку для получения радиоактивных пучков, компактный линейный коллайдер, импульсный источник нейтронов, криогенные системы для охлаждения магнитов и т. д.