• بصلح
• بصلح
• تصميم داخلي
• حول كل شيء
• حول السباكة

ما الغرض من مصادم الهادرون؟ الاكتشافات التي تمت في مصادم الهادرونات الكبير

إن عبارة "مصادم هادرون كبير" متجذرة بعمق في وسائل الإعلام لدرجة أن عددًا هائلاً من الأشخاص يعرفون عن هذه المنشأة ، بما في ذلك أولئك الذين لا ترتبط أنشطتهم بأي شكل من الأشكال بالفيزياء الجسيمات الأوليةومع العلم بشكل عام.

في الواقع ، لا يمكن لوسائل الإعلام أن تتجاهل مثل هذا المشروع الضخم والمكلف - تركيب دائري بطول 27 كيلومترًا تقريبًا ، بتكلفة تصل إلى عشرات المليارات من الدولارات ، يعمل به عدة آلاف من الباحثين من جميع أنحاء العالم. . تم تقديم مساهمة كبيرة في شعبية المصادم من خلال ما يسمى بـ "جسيم الله" أو بوزون هيغز ، والذي تم الإعلان عنه بنجاح ، والذي حصل بيتر هيجز على جائزة نوبل في الفيزياء في عام 2013.

بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى أن مصادم الهادرونات الكبير لم يتم بناؤه من الصفر ، ولكنه نشأ في موقع سلفه ، مصادم الإلكترون البوزيترون الكبير (مصادم الإلكترون البوزيتروني الكبير أو LEP). بدأ العمل في النفق البالغ طوله 27 كيلومترًا في عام 1983 ، حيث تم التخطيط لوضع معجل في المستقبل ، والذي من شأنه أن يؤدي إلى تصادم بين الإلكترون والبوزيترونات. في عام 1988 ، تم إغلاق النفق الدائري ، بينما اقترب العمال من النفق بحذر شديد بحيث كان الفرق بين طرفي النفق سنتيمترًا واحدًا فقط.

عمل المسرع حتى نهاية عام 2000 ، عندما وصل إلى ذروته عند 209 جيجا إلكترون فولت. بعد ذلك بدأ تفكيكها. على مدار 11 عامًا من عمله ، جلب LEP عددًا من الاكتشافات إلى الفيزياء ، بما في ذلك اكتشاف بوزونات W و Z وأبحاثهم الإضافية. بناءً على نتائج هذه الدراسات ، تم التوصل إلى استنتاج حول تشابه آليات التفاعلات الكهرومغناطيسية والتفاعلات الضعيفة ، ونتيجة لذلك بدأ العمل النظري على دمج هذه التفاعلات في التفاعل الكهروضعيف.

في عام 2001 ، بدأ بناء مصادم الهادرون الكبير في موقع معجل الإلكترون والبوزيترون. تم الانتهاء من بناء المسرع الجديد في نهاية عام 2007. كانت تقع في موقع LEP - على الحدود بين فرنسا وسويسرا ، في وادي بحيرة جنيف (15 كم من جنيف) ، على عمق مائة متر. في أغسطس 2008 ، بدأت اختبارات المصادم ، وفي 10 سبتمبر ، تم الإطلاق الرسمي للمصادم LHC. كما في حالة المُسرِّع السابق ، تتولى المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية - CERN بناء وتشغيل المرفق.

سيرن

باختصار ، تجدر الإشارة إلى منظمة CERN (Conseil Européenne pour la Recherche Nucléaire). هذه المنظمةبمثابة أكبر مختبر في العالم في مجال فيزياء الطاقة العالية. وتضم ثلاثة آلاف موظف دائم ، ويشترك عدة آلاف من الباحثين والعلماء من 80 دولة في مشروعات المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN).

في الوقت الحالي ، المشاركون في المشروع هم 22 دولة: بلجيكا ، الدنمارك ، فرنسا ، ألمانيا ، اليونان ، إيطاليا ، هولندا ، النرويج ، السويد ، سويسرا ، بريطانيا العظمى - المؤسسون ، النمسا ، إسبانيا ، البرتغال ، فنلندا ، بولندا ، المجر ، التشيك انضمت جمهورية سلوفاكيا وبلغاريا ورومانيا. ومع ذلك ، كما ذكر أعلاه ، تشارك عدة عشرات من البلدان بطريقة أو بأخرى في أعمال المنظمة ، ولا سيما في مصادم الهادرونات الكبير.

كيف يعمل مصادم الهادرونات الكبير؟

ما هو مصادم الهادرونات الكبير وكيف يعمل هي الأسئلة الرئيسية التي تهم الجمهور. لنفكر أكثر في هذه الأسئلة.

مصادم (مصادم) - ترجم من الإنجليزية يعني "الشخص الذي يدفع". مهمة هذا التثبيت هي اصطدام الجسيمات. في حالة مصادم الهدرونات ، يلعب الهادرونات دور الجسيمات - وهي جزيئات تشارك في التفاعل القوي. هذه بروتونات.

الحصول على البروتونات

ينشأ المسار الطويل للبروتونات في duoplasmatron - المرحلة الأولى من المعجل ، حيث يدخل الهيدروجين على شكل غاز. إن duoplasmatron عبارة عن غرفة تفريغ حيث يتم إجراء تفريغ كهربائي عبر الغاز. لذا فإن الهيدروجين ، الذي يتكون من إلكترون واحد وبروتون واحد فقط ، يفقد إلكترونًا. وهكذا تتشكل البلازما - مادة تتكون من جسيمات مشحونة - بروتونات. بالطبع ، من الصعب الحصول على بلازما بروتون نقية ، لذلك يتم ترشيح البلازما المتكونة الإضافية ، والتي تتضمن أيضًا سحابة من الأيونات الجزيئية والإلكترونات ، لفصل سحابة البروتون. تحت تأثير المغناطيس ، يتم تجميع بلازما البروتون في حزمة.

التسارع المسبق للجسيمات

يبدأ شعاع البروتون المشكل حديثًا رحلته في المسرع الخطي LINAC 2 ، وهو عبارة عن حلقة طولها 30 مترًا ، معلقة على التوالي بعدة أقطاب أسطوانية مجوفة (موصلات). يتدرج المجال الكهروستاتيكي الذي تم إنشاؤه داخل المسرع بطريقة تجعل الجسيمات الموجودة بين الأسطوانات المجوفة تتعرض دائمًا لقوة متسارعة تجاه القطب التالي. دون الخوض بالكامل في آلية تسريع البروتون في هذه المرحلة ، نلاحظ فقط أنه عند الخروج من LINAC 2 ، يتلقى الفيزيائيون حزمة من البروتونات بطاقة 50 ميغا إلكترون فولت ، والتي تصل بالفعل إلى 31٪ من سرعة الضوء. يشار إلى أنه في هذه الحالة تزداد كتلة الجسيمات بنسبة 5٪.

بحلول 2019-2020 ، من المخطط استبدال LINAC 2 بـ LINAC 4 ، مما سيسرع البروتونات حتى 160 MeV.

وتجدر الإشارة إلى أن أيونات الرصاص تتسارع أيضًا عند المصادم ، مما يجعل من الممكن دراسة بلازما كوارك-غلوون. يتم تسريعها في حلقة LINAC 3 ، على غرار LINAC 2. في المستقبل ، من المخطط أيضًا إجراء تجارب مع الأرجون والزينون.

بعد ذلك ، تدخل حزم البروتون المعزز المتزامن للبروتون (PSB). يتكون من أربع حلقات متراكبة بقطر 50 مترًا ، حيث توجد الرنانات الكهرومغناطيسية. المجال الكهرومغناطيسي الذي يصنعونه له كثافة عالية ، والجسيم الذي يمر عبره يتسارع نتيجة لاختلاف جهد المجال. لذلك بعد 1.2 ثانية فقط ، تتسارع الجسيمات في PSB إلى 91٪ من سرعة الضوء وتصل إلى طاقة 1.4 GeV ، وبعد ذلك تدخل البروتون السنكروترون (PS). يبلغ قطر PS 628 مترًا ومجهز بـ 27 مغناطيسًا لتوجيه حزمة الجسيمات في مدار دائري. هنا تصل البروتونات الجسيمية إلى 26 جيجا إلكترون فولت.

الحلقة قبل الأخيرة لتسريع البروتونات هي Superproton Synchrotron (SPS) ، والتي يصل محيطها إلى 7 كيلومترات. مزود بـ 1317 مغناطيسًا ، يقوم SPS بتسريع الجسيمات إلى طاقة 450 GeV. بعد حوالي 20 دقيقة ، يدخل شعاع البروتون الحلقة الرئيسية - مصادم الهادرونات الكبير (LHC).

تسارع وتصادم الجسيمات في مصادم الهدرونات الكبير

تحدث التحولات بين حلقات المسرعات من خلال المجالات الكهرومغناطيسية الناتجة عن المغناطيسات القوية. تتكون حلقة المصادم الرئيسية من خطين متوازيين تتحرك فيهما الجسيمات على طول مدار الحلقة في الاتجاه المعاكس. حوالي 10000 مغناطيس هي المسؤولة عن الحفاظ على المسار الدائري للجسيمات وتوجيهها إلى نقاط الاصطدام ، يصل وزن بعضها إلى 27 طنًا. لتجنب ارتفاع درجة حرارة المغناطيس ، يتم استخدام دائرة هيليوم -4 ، يتدفق من خلالها ما يقرب من 96 طنًا من المادة عند درجة حرارة -271.25 درجة مئوية (1.9 كلفن). تصل البروتونات إلى طاقة تبلغ 6.5 تيرا إلكترون فولت (أي طاقة تصادم تبلغ 13 تيرا إلكترون فولت) ، بينما تكون سرعتها 11 كم / ساعة أقل من سرعة الضوء. وهكذا ، تمر حزمة من البروتونات عبر الحلقة الكبيرة للمصادم 11000 مرة في الثانية. قبل أن تتصادم الجسيمات ، سوف تدور حول الحلقة لمدة 5 إلى 24 ساعة.

يحدث تصادم الجسيمات عند أربع نقاط في الحلقة الرئيسية لمصادم الهادرونات الكبير ، حيث توجد أربعة أجهزة كشف: ATLAS و CMS و ALICE و LHCb.

كاشفات مصادم الهادرونات الكبير

ATLAS (جهاز LHC حلقي)

هو واحد من اثنين من أجهزة الكشف هدف عامفي مصادم الهادرون الكبير (LHC). يستكشف مجموعة واسعة من الفيزياء ، من البحث عن بوزون هيغز إلى الجسيمات التي يمكن أن تشكل المادة المظلمة. على الرغم من أن ATLAS لها نفس الأهداف العلمية مثل تجربة CMS ، إلا أنها تستخدم حلول تقنية مختلفة وتصميم نظام مغناطيسي مختلف.

تصطدم حزم الجسيمات من LHC في مركز كاشف ATLAS ، مما يخلق حطامًا قادمًا على شكل جسيمات جديدة تطير من نقطة الاصطدام في جميع الاتجاهات. ستة أنظمة فرعية مختلفة للكشف ، مرتبة في طبقات حول نقطة التأثير ، تسجل مسارات وزخم وطاقة الجسيمات ، مما يسمح بتحديدها بشكل فردي. يعمل نظام مغناطيسي ضخم على ثني مسارات الجسيمات المشحونة بحيث يمكن قياس زخمها.

تخلق التفاعلات في كاشف ATLAS كمية هائلة من البيانات. لمعالجة هذه البيانات ، يستخدم ATLAS نظام "تشغيل" متقدم لإخبار الكاشف بالأحداث التي يجب تسجيلها وأيها يتجاهلها. بعد ذلك ، لتحليل أحداث التصادم المسجلة ، أنظمة معقدةجمع البيانات وحسابها.

يبلغ ارتفاع الكاشف 46 مترا وعرضه 25 مترا وكتلته 7000 طن. هذه المعلمات تجعل من ATLAS أكبر كاشف للجسيمات تم بناؤه على الإطلاق. يقع في نفق على عمق 100 متر بالقرب من منشأة CERN الرئيسية ، بالقرب من قرية Meyrin في سويسرا. يتكون التركيب من 4 مكونات رئيسية:

• الكاشف الداخلي أسطواني ، والحلقة الداخلية على بعد بضعة سنتيمترات فقط من محور شعاع الجسيمات المارة ، والحلقة الخارجية قطرها 2.1 متر وطولها 6.2 متر. يتكون من ثلاثة أنظمة استشعار مختلفة مغمورة في مجال مغناطيسي. يقيس كاشف داخلي اتجاه وزخم وشحنة الجسيمات المشحونة كهربائيًا الناتجة في كل اصطدام بروتون-بروتون. العناصر الرئيسية للكاشف الداخلي هي: كاشف البكسل (كاشف البكسل) ، ونظام تتبع أشباه الموصلات (تعقب أشباه الموصلات ، SCT) ومتتبع إشعاع الانتقال (TRT).

• تقيس المسعرات الطاقة التي يفقدها الجسيم أثناء مروره عبر الكاشف. يمتص الجسيمات التي تظهر أثناء الاصطدام ، وبالتالي يثبت طاقتها. تتكون المسعرات من طبقات من مادة "ماصة" عالية الكثافة - الرصاص ، بالتناوب مع طبقات من "الوسط النشط" - الأرجون السائل. تقيس المسعرات الكهرومغناطيسية طاقة الإلكترونات والفوتونات عندما تتفاعل مع المادة. المسعرات الهادرونية تقيس طاقة الهادرونات أثناء التفاعل مع النوى الذرية. يمكن أن توقف المسعرات معظم الجسيمات المعروفة ، باستثناء الميونات والنيوترينوات.

LAr (مسعر الأرجون السائل) - مسعر ATLAS

• مطياف Muon - يتكون من 4000 غرفة ميون فردية باستخدام أربع تقنيات مختلفة لتحديد الميونات وقياس زخمها. عادة ما تمر الميونات عبر كاشف داخلي ومقياس حراري ، وبالتالي يلزم وجود مقياس طيف للميون.

• يعمل النظام المغناطيسي ATLAS على ثني الجسيمات حول طبقات مختلفة من أنظمة الكشف ، مما يسهل تتبع مسارات الجسيمات.

توظف تجربة أطلس (فبراير 2012) أكثر من 3000 عالم من 174 مؤسسة في 38 دولة.

CMS (ملف لولبي مضغوط Muon)

هو كاشف للأغراض العامة في مصادم الهادرونات الكبير (LHC). مثل ATLAS ، لديها برنامج فيزياء واسع ، بدءًا من الدراسة النموذج القياسي(بما في ذلك بوزون هيغز) للبحث عن الجسيمات التي يمكن أن تشكل المادة المظلمة. على الرغم من أن CMS لها نفس الأهداف العلمية مثل تجربة ATLAS ، إلا أنها تستخدم حلول تقنية مختلفة وتصميم نظام مغناطيسي مختلف.

تم بناء كاشف CMS حول مغناطيس ملف لولبي ضخم. وهو عبارة عن ملف أسطواني من كبل فائق التوصيل يولد 4 مجال تسلا ، أي ما يقرب من 100000 مرة من المجال المغناطيسي للأرض. يحد الحقل بواسطة "نير" فولاذي ، وهو أكبر عنصر في الكاشف ، وتبلغ كتلته 14000 طن. يبلغ طول الكاشف الكامل 21 مترًا وعرضه 15 مترًا وارتفاعه 15 مترًا ، ويتكون الإعداد من 4 مكونات رئيسية:

• مغناطيس الملف اللولبي هو أكبر مغناطيس في العالم ، والذي يعمل على ثني مسار الجسيمات المشحونة المنبعثة من نقطة التأثير. يتيح تشويه المسار إمكانية التمييز بين الجسيمات المشحونة إيجابًا والسالب (لأنها تنحني في اتجاهين متعاكسين) ، وكذلك لقياس الزخم الذي يعتمد حجمه على انحناء المسار. يسمح لك الحجم الضخم للملف اللولبي بوضع جهاز التعقب والمسعرات داخل الملف.
• متتبع السيليكون - يتكون من 75 مليون جهاز استشعار إلكتروني فردي مرتبة في طبقات متحدة المركز. عندما يطير جسيم مشحون عبر طبقات المتعقب ، فإنه ينقل بعض الطاقة إلى كل طبقة ، ويتيح لك الجمع بين نقاط تصادم الجسيمات هذه مع طبقات مختلفة تحديد مسارها بشكل أكبر.
• المسعرات - الإلكترونية وهادرونيك ، انظر مسعرات أطلس.
• أجهزة الكشف الفرعية - تسمح لك باكتشاف الميونات. تمثل 1400 غرفة ميون مرتبة في طبقات خارج الملف ، بالتناوب مع الصفائح المعدنية من "الهاموت".

تعد تجربة CMS واحدة من أكبر الدراسات العلمية الدولية في التاريخ ، حيث شارك فيها 4300 مشارك: فيزيائيون جسيمات ، ومهندسون وفنيون ، وطلاب وموظفو دعم من 182 معهدًا ، و 42 دولة (فبراير 2014).

أليس (تجربة مصادم أيون كبير)

- هو كاشف الأيونات الثقيلة على حلقات مصادم الهادرون الكبير (LHC). إنه مصمم لدراسة فيزياء المادة شديدة التفاعل عند كثافة الطاقة القصوى ، حيث يتم تشكيل مرحلة من المادة تسمى بلازما كوارك-غلوون.

تتكون كل مادة عادية في الكون اليوم من ذرات. تحتوي كل ذرة على نواة تتكون من البروتونات والنيوترونات (باستثناء الهيدروجين الذي لا يحتوي على نيوترونات) ، محاطة بسحابة من الإلكترونات. تتكون البروتونات والنيوترونات بدورها من كواركات مرتبطة ببعضها البعض مع جسيمات أخرى تسمى الغلوونات. لم يُلاحظ أي كوارك منعزلًا على الإطلاق: يبدو أن الكواركات ، وكذلك الغلوونات ، مرتبطة ببعضها بشكل دائم ومحصورة داخل جسيمات مركبة مثل البروتونات والنيوترونات. هذا يسمى الحبس.

تؤدي التصادمات في المصادم LHC إلى ارتفاع درجات الحرارة بأكثر من 100000 مرة مقارنة بمركز الشمس. يوفر المصادم تصادمات بين أيونات الرصاص ، مما يعيد تكوين ظروف مشابهة لتلك التي حدثت مباشرة بعد الانفجار العظيم. في هذه الظروف القاسيةتذوب البروتونات والنيوترونات ، وتحرر الكواركات من روابطها مع الغلوونات. هذا هو بلازما كوارك-غلوون.

تستخدم تجربة ALICE كاشف ALICE بوزن 10000 طن وطوله 26 مترًا وارتفاعه 16 مترًا وعرضه 16 مترًا. يتكون الجهاز من ثلاث مجموعات رئيسية من المكونات: أجهزة التتبع ، المسعرات وأجهزة الكشف عن هوية الجسيمات. وهي مقسمة أيضًا إلى 18 وحدة. يقع الكاشف في نفق على عمق 56 مترًا أدناه ، بالقرب من قرية سان دوني بويي في فرنسا.

تضم التجربة أكثر من 1000 عالم من أكثر من 100 معهد فيزياء في 30 دولة.

LHCb (تجربة تجميل مصادم هادرون كبير)

تستكشف التجربة الفروق الصغيرة بين المادة والمادة المضادة من خلال دراسة نوع من الجسيمات يسمى "كوارك الجمال" أو "ب كوارك".

بدلاً من إحاطة نقطة التأثير بأكملها بكاشف مغلق ، مثل ATLAS و CMS ، تستخدم تجربة LHCb سلسلة من الكواشف الفرعية للكشف عن الجسيمات الأمامية في الغالب - تلك التي تم توجيهها للأمام نتيجة الاصطدام في اتجاه واحد. يتم تثبيت الكاشف الفرعي الأول بالقرب من نقطة الاصطدام ، والباقي واحد تلو الآخر على مسافة 20 مترًا.

يتم إنشاء وفرة كبيرة من أنواع مختلفة من الكواركات في LHC قبل أن تتحلل بسرعة إلى أشكال أخرى. من أجل التقاط الكواركات b ، تم تطوير كاشفات تتبع متحركة معقدة لمصادم الهادرونات الكبير ، الموجود بالقرب من حركة حزمة الجسيمات عبر المصادم.

يتكون كاشف LHCb سعة 5600 طن من مطياف مباشر وكاشفات مسطحة. يبلغ طولها 21 مترًا وارتفاعها 10 أمتار وعرضها 13 مترًا وتقع على عمق 100 متر تحت الأرض. يشارك حوالي 700 عالم من 66 معهدًا وجامعة مختلفة في تجربة LHCb (أكتوبر 2013).

تجارب أخرى في المصادم

بالإضافة إلى التجارب المذكورة أعلاه في مصادم هادرون الكبير ، هناك تجربتان أخريان مع الإعدادات:

• LHCf (مصادم هادرون كبير أمامي)- يدرس الجسيمات التي ألقيت للأمام بعد اصطدام حزم الجسيمات. إنهم يقلدون الأشعة الكونية التي يدرسها العلماء كجزء من التجربة. الأشعة الكونية هي جزيئات مشحونة بشكل طبيعي الفضاء الخارجيالذي يقصف باستمرار الغلاف الجوي للأرض. تتصادم مع النوى الموجودة في الغلاف الجوي العلوي ، مما يتسبب في وصول سلسلة من الجسيمات إلى مستوى الأرض. إن دراسة الكيفية التي تنتج بها الاصطدامات داخل مصادم الهادرونات الكبير مثل هذه السلاسل الجسيمية ستساعد الفيزيائيين على تفسير ومعايرة تجارب الأشعة الكونية واسعة النطاق التي يمكن أن تمتد لآلاف الكيلومترات.

يتكون LHCf من كاشفين يقعان على طول LHC ، على بعد 140 مترًا على جانبي نقطة اصطدام ATLAS. يزن كل من الكاشفين 40 كيلوجرامًا فقط ويبلغ طوله 30 سم وارتفاعه 80 سم وعرضه 10 سم. تضم تجربة LHCf 30 عالماً من 9 مؤسسات في 5 دول (نوفمبر 2012).

• TOTEM (المقطع العرضي الكلي ، التشتت المرن والانحراف)- تجربة أطول تركيب في المصادم. وتتمثل مهمتها في دراسة البروتونات نفسها ، عن طريق قياس دقيق للبروتونات الناتجة عن تصادمات الزوايا الصغيرة. تُعرف هذه المنطقة بالاتجاه "الأمامي" وهي غير متاحة لتجارب المصادم LHC الأخرى. تمتد كاشفات TOTEM تقريبًا نصف كيلومتر حول نقطة تفاعل CMS. يحتوي TOTEM على ما يقرب من 3000 كجم من المعدات ، بما في ذلك أربعة تلسكوبات نووية ، بالإضافة إلى 26 كاشفًا للوعاء الروماني. النوع الأخير يسمح بوضع أجهزة الكشف في أقرب مكان ممكن من حزمة الجسيمات. تضم تجربة TOTEM حوالي 100 عالم من 16 معهدًا في 8 دول (أغسطس 2014).

لماذا نحتاج إلى مصادم الهادرونات الكبير؟

اكبر شركة عالمية التثبيت العلمييستكشف مجموعة واسعة من المشاكل الجسدية:

• دراسة الكواركات العلوية. هذا الجسيم ليس فقط أثقل كوارك ، ولكنه أيضًا أثقل جسيم أولي. تعتبر دراسة خصائص كوارك القمة منطقية أيضًا لأنها أداة بحث.
• بحث ودراسة بوزون هيغز. على الرغم من أن CERN تدعي أن بوزون هيغز قد تم اكتشافه بالفعل (في عام 2012) ، إلا أنه لا يُعرف حتى الآن سوى القليل جدًا عن طبيعته ويمكن أن يؤدي إجراء مزيد من البحث إلى مزيد من الوضوح لآلية عمله.

• دراسة بلازما كوارك-غلوون. عندما تصطدم نوى الرصاص بسرعات عالية ، تتشكل في المصادم. يمكن لدراستها أن تحقق نتائج مفيدة لكل من الفيزياء النووية (تحسين نظرية التفاعلات القوية) والفيزياء الفلكية (دراسة الكون في لحظات وجوده الأولى).
• ابحث عن التناظر الفائق. يهدف هذا البحث إلى دحض أو إثبات "التناظر الفائق" - النظرية القائلة بأن أي جسيم أولي له شريك أثقل يسمى "الجسيم الفائق".
• دراسة تصادم الفوتون والفوتون والهادرون. سوف يحسن فهم آليات عمليات مثل هذه الاصطدامات.
• اختبار النظريات الغريبة. تتضمن هذه الفئة من المهام أكثر الأشياء غير التقليدية - "الغريبة" ، على سبيل المثال ، البحث عن أكوان متوازية عن طريق إنشاء ثقوب سوداء صغيرة.

بالإضافة إلى هذه المهام ، هناك العديد من المهام الأخرى ، والتي سيسمح حلها أيضًا للبشرية بفهم الطبيعة والعالم من حولنا على مستوى أفضل ، مما سيفتح بدوره فرصًا لإنشاء تقنيات جديدة.

الفوائد العملية لمصادم الهادرونات الكبير والعلوم الأساسية

بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى أن البحث الأساسي يساهم في العلوم الأساسية. يشارك العلم التطبيقي في تطبيق هذه المعرفة. غالبًا ما لا يرى جزء من المجتمع لا يدرك فوائد العلوم الأساسية اكتشاف بوزون هيغز أو تكوين بلازما كوارك-غلوون كشيء مهم. العلاقة بين هذه الدراسات وحياة الإنسان العادي ليست واضحة. تأمل في مثال موجز من الطاقة النووية:

في عام 1896 اكتشف الفيزيائي الفرنسي أنطوان هنري بيكريل ظاهرة النشاط الإشعاعي. لفترة طويلة كان يعتقد أن الجنس البشري لن يتحول قريبًا إلى استخدامه الصناعي. قبل خمس سنوات فقط من إطلاق أول مفاعل نووي في التاريخ ، عالم الفيزياء العظيم إرنست رذرفورد ، الذي اكتشف بالفعل نواة ذريةفي عام 1911 ، قال إن الطاقة الذرية لن تجد استخدامها أبدًا. تمكن الخبراء من إعادة التفكير في موقفهم من الطاقة الموجودة في نواة الذرة في عام 1939 ، عندما اكتشف العالمان الألمان ليزا مايتنر وأوتو هان أن نواة اليورانيوم ، عند تعريضها للإشعاع بالنيوترونات ، تنقسم إلى قسمين مع إطلاق كمية ضخمة من الطاقة - الطاقة النووية.

وفقط بعد هذا الرابط الأخير من السلسلة البحوث الأساسيةدخلت العلوم التطبيقية في اللعبة ، والتي ، على أساس هذه الاكتشافات ، اخترعت جهازًا لتوليد الطاقة النووية - مفاعل ذري. يمكن تقدير حجم الاكتشاف من خلال النظر في حصة توليد الكهرباء بواسطة المفاعلات النووية. لذلك في أوكرانيا ، على سبيل المثال ، 56٪ من توليد الكهرباء يعتمد على محطات الطاقة النووية ، وفي فرنسا 76٪.

تعتمد جميع التقنيات الجديدة على معرفة أساسية معينة. فيما يلي بعض الأمثلة القصيرة:

• في عام 1895 ، لاحظ فيلهلم كونراد رونتجن ذلك تحت تأثير الأشعة السينيةلوحة التصوير الفوتوغرافي يغمق. يعد التصوير الشعاعي اليوم من أكثر الدراسات استخدامًا في الطب ، والذي يسمح لك بدراسة الحالة اعضاء داخليةوالكشف عن الالتهابات والتورم.
• في عام 1915 ، قدم ألبرت أينشتاين اقتراحًا خاصًا به. اليوم ، تؤخذ هذه النظرية في الاعتبار عند تشغيل الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، والتي تحدد موقع الجسم بدقة تصل إلى مترين. يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الاتصالات الخلوية ورسم الخرائط ومراقبة المركبات ولكن بشكل أساسي في الملاحة. خطأ القمر الصناعي الذي لا يأخذ في الاعتبار النسبية العامة سيزداد بمقدار 10 كيلومترات في اليوم من لحظة إطلاقه! وإذا تمكن أحد المشاة من استخدام عقله وخريطة ورقية ، فسيجد طيارو الطائرة أنفسهم في موقف صعب ، لأنه من المستحيل التنقل بواسطة السحب.

إذا لم يتم العثور على التطبيق العملي للاكتشافات التي حدثت في مصادم الهادرونات الكبير حتى الآن ، فإن هذا لا يعني أن العلماء "يدورون حول المصادم بلا جدوى". كما تعلم ، ينوي الشخص العاقل دائمًا الحصول على أقصى قدر من التطبيق العملي من المعرفة المتاحة ، وبالتالي فإن المعرفة حول الطبيعة ، المتراكمة في عملية البحث في LHC ، ستجد بالتأكيد تطبيقها عاجلاً أم آجلاً. كما تم توضيحه أعلاه ، فإن العلاقة بين الاكتشافات الأساسية والتقنيات التي تستخدمها قد لا تكون واضحة على الإطلاق في بعض الأحيان.

أخيرًا ، نلاحظ ما يسمى بالاكتشافات غير المباشرة ، والتي لم يتم تعيينها كأهداف أصلية للدراسة. إنها شائعة جدًا ، لأن الاكتشافات الأساسية تتطلب عادةً إدخال واستخدام تقنيات جديدة. لذا فقد تلقى تطور علم البصريات زخمًا من البحث الأساسي للفضاء ، بناءً على ملاحظات علماء الفلك من خلال التلسكوب. في حالة CERN ، ولدت تقنية في كل مكان - الإنترنت ، وهو مشروع اقترحه Tim Berners-Lee في عام 1989 لتسهيل استرجاع بيانات CERN.

أين يقع مصادم الهادرونات الكبير؟

في عام 2008 ، أكمل CERN (المجلس الأوروبي للبحوث النووية) بناء معجل جسيمات فائق القوة يسمى مصادم الهادرونات الكبير. باللغة الإنجليزية: LHC - مصادم هادرون كبير. CERN هي منظمة علمية حكومية دولية تأسست عام 1955. في الواقع ، هذا هو المختبر الرئيسي للعالم في مجالات الطاقات العالية وفيزياء الجسيمات و طاقة شمسية. حوالي 20 دولة أعضاء في المنظمة.

لماذا نحتاج إلى مصادم الهادرونات الكبير؟

بالقرب من جنيف ، في نفق خرساني دائري بطول 27 كيلومترًا (26659 مترًا) ، تم إنشاء حلقة من المغناطيسات فائقة التوصيل لتسريع البروتونات. من المفترض أن المسرع لن يساعد فقط في اختراق أسرار البنية المجهرية للمادة ، ولكن أيضًا للتقدم في البحث عن إجابة لمسألة مصادر الطاقة الجديدة في أعماق المادة.

لهذا الغرض ، وبالتزامن مع بناء المسرع نفسه (بتكلفة تزيد عن 2 مليار دولار) ، تم إنشاء أربعة كاشفات للجسيمات. من بين هؤلاء ، هناك نوعان عالميان كبيران (CMS و ATLAS) واثنان أكثر تخصصًا. التكلفة الإجمالية لأجهزة الكشف تقترب أيضًا من ملياري دولار. في كل من مشاريع كبيرةحضر CMS و ATLAS أكثر من 150 مؤسسة من 50 دولة ، بما في ذلك روسيا وبيلاروسيا.

البحث عن بوزون هيغز بعيد المنال

كيف يعمل مسرع مصادم الهادرون؟ المصادم هو أكبر مسرع بروتون يعمل على الحزم المتصادمة. نتيجة للتسارع ، ستحصل كل حزمة على طاقة في نظام المختبر تبلغ 7 تيرا إلكترون فولت (TeV) ، أي 7 × 1012 إلكترون فولت. عندما تصطدم البروتونات ، تتشكل العديد من الجسيمات الجديدة ، والتي سيتم تسجيلها بواسطة أجهزة الكشف. بعد تحليل الجسيمات الثانوية ، ستساعد البيانات التي تم الحصول عليها في الإجابة عن الأسئلة الأساسية التي تهم العلماء المشاركين في فيزياء العالم الصغير والفيزياء الفلكية. من بين القضايا الرئيسية الكشف التجريبي عن بوزون هيغز.

بوزون هيغز "الشهير" الآن هو جسيم افتراضي يعد أحد المكونات الرئيسية لما يسمى بالنموذج الكلاسيكي القياسي للجسيمات الأولية. سميت على اسم المنظر البريطاني بيتر هيغز ، الذي تنبأ بوجودها في عام 1964. بوزونات هيغز ، كونها كوانتا مجال هيغز ، تعتبر ذات صلة بالأسئلة الأساسية في الفيزياء. على وجه الخصوص ، لمفهوم أصل كتل الجسيمات الأولية.

في 2-4 تموز (يوليو) 2012 ، كشفت سلسلة من التجارب على المصادم عن جسيم معين يمكن أن يكون مرتبطًا بوزون هيغز. علاوة على ذلك ، تم تأكيد البيانات أثناء القياس بواسطة كل من نظام ATLAS ونظام CMS. لا يزال هناك جدل حول ما إذا كان بوزون هيغز سيئ السمعة قد تم اكتشافه بالفعل ، أم أنه جسيم مختلف. الحقيقة هي أن البوزون المكتشف هو أثقل البوزونات المسجلة سابقًا. تمت دعوة علماء الفيزياء البارزين لحل السؤال الأساسي: جيرالد جورالنيك ، وكارل هاغن ، وفرانسوا إنجلر وبيتر هيغز نفسه ، الذين أثبتوا نظريًا وجود بوزون سمي باسمه في عام 1964. بعد تحليل مجموعة البيانات ، يميل المشاركون في الدراسة إلى الاعتقاد بأن بوزون هيغز قد تم اكتشافه بالفعل.

يأمل العديد من الفيزيائيين أن تكشف دراسة بوزون هيغز عن "حالات شاذة" من شأنها أن تؤدي إلى الحديث عما يسمى ب "الفيزياء الجديدة". ومع ذلك ، وبحلول نهاية عام 2014 ، تمت معالجة المجموعة الكاملة من البيانات المتراكمة على مدار السنوات الثلاث الماضية نتيجة للتجارب في LHC ، ولم يتم الكشف عن أي انحرافات مثيرة للاهتمام (باستثناء الحالات الفردية). في الواقع ، اتضح أن تحلل الفوتونين لبوزون هيغز سيئ السمعة كان ، وفقًا للباحثين ، "قياسيًا للغاية". ومع ذلك ، فإن التجارب المقرر إجراؤها في ربيع عام 2015 قد تفاجئ العالم العلمي باكتشافات جديدة.

لا بوزون واحد

البحث عن بوزون هيغز ليس غاية في حد ذاته لمشروع عملاق. من المهم أيضًا أن يبحث العلماء عن أنواع جديدة من الجسيمات تجعل من الممكن الحكم على التفاعل الموحد للطبيعة في مرحلة مبكرة من وجود الكون. يميز العلماء الآن أربعة تفاعلات أساسية للطبيعة: قوية ، كهرومغناطيسية ، ضعيفة وتفاعلية. تقترح النظرية أن المرحلة الأوليةقد يكون للكون تفاعل واحد. إذا تم اكتشاف جزيئات جديدة ، فسيتم تأكيد هذا الإصدار.

يهتم الفيزيائيون أيضًا بالأصل الغامض لكتلة الجسيمات. لماذا الجسيمات لها كتلة على الإطلاق؟ ولماذا لديهم مثل هذه الجماهير وليس غيرها؟ بالمناسبة ، هنا نعني دائمًا الصيغة ه=مولودية². كل جسم مادي لديه طاقة. السؤال هو كيف تطلقها. كيف تصنع تقنيات تسمح بإطلاقها من مادة بأقصى قدر من الكفاءة؟ اليوم ، هذه هي القضية الرئيسية للطاقة.

بعبارة أخرى ، سيساعد مشروع مصادم الهادرونات الكبير العلماء في العثور على إجابات للأسئلة الأساسية وتوسيع نطاق المعرفة حول العالم المصغر ، وبالتالي حول أصل الكون وتطوره.

مساهمة العلماء والمهندسين البيلاروسيين والروس في إنشاء LHC

خلال مرحلة البناء ، اتصل الشركاء الأوروبيون من CERN بمجموعة من العلماء البيلاروسيين ذوي الخبرة الجادة في هذا المجال للمشاركة في إنشاء أجهزة الكشف عن LHC منذ بداية المشروع. في المقابل ، دعا العلماء البيلاروسيون زملاء من المعهد المشترك للأبحاث النووية من مدينة العلوم دوبنا وغيرها من المعاهد الروسية للتعاون. بدأ المتخصصون كفريق واحد العمل على ما يسمى بكاشف CMS - "Compact Muon Solenoid". وهو يتألف من العديد من الأنظمة الفرعية المعقدة ، كل منها مصمم لأداء مهام محددة ، بينما توفر معًا تحديدًا وقياسًا دقيقًا للطاقات وزوايا الانبعاث لجميع الجسيمات التي ولدت في وقت اصطدام البروتونات في مصادم الهادرونات الكبير.

شارك المتخصصون البيلاروسيون الروس أيضًا في إنشاء كاشف ATLAS. إنه تركيب بارتفاع 20 مترًا قادرًا على قياس مسارات الجسيمات بدقة عالية: حتى 0.01 مم. تحتوي المستشعرات الحساسة داخل الكاشف على حوالي 10 مليارات ترانزستور. الهدف ذو الأولوية من تجربة ATLAS هو اكتشاف بوزون هيغز ودراسة خصائصه.

بدون مبالغة ، قدم علماؤنا مساهمة كبيرة في إنشاء كاشفات CMS و ATLAS. تم تصنيع بعض المكونات الهامة في مصنع مينسك لبناء الآلات. ثورة أكتوبر (مزور). على وجه الخصوص ، المسعرات نهاية غطاء هادرون لتجربة CMS. بالإضافة إلى ذلك ، أنتج المصنع عناصر متطورة للغاية للنظام المغناطيسي لكاشف أطلس. هذه عناصر كبيرة تتطلب الملكية. تقنيات خاصةمعالجة المعادن والمعالجة عالية الدقة. وفقًا لفنيي CERN ، تم تنفيذ الأوامر ببراعة.

كما لا ينبغي الاستهانة بـ "مساهمة الأفراد في التاريخ". على سبيل المثال ، رومان ستيفانوفيتش ، دكتوراه مهندس ، مسؤول عن الميكانيكا فائقة الدقة في مشروع CMS. حتى أنهم يقولون مازحا إنه لولاها ، لما تم بناء نظام إدارة المحتوى. ولكن على محمل الجد ، يمكن التأكيد على ذلك تمامًا: بدونها ، لم يتم الوفاء بالمواعيد النهائية للتجميع والتشغيل بالجودة المطلوبة. مهندس الإلكترونيات الآخر لدينا ، فلاديمير تشيخوفسكي ، بعد أن اجتاز منافسة صعبة إلى حد ما ، يقوم اليوم بتصحيح أخطاء الإلكترونيات الخاصة بكاشف CMS وغرف الميون الخاصة به.

يشارك علماؤنا في إطلاق الكواشف وفي جزء المختبر في تشغيلها وصيانتها وتحديثها. يشغل العلماء من دوبنا وزملائهم البيلاروسيين أماكنهم في مجتمع الفيزياء الدولي CERN ، الذي يعمل للحصول على معلومات جديدة حول الخصائص العميقة وهيكل المادة.

فيديو

مراجعة من قناة Simple Science توضح بوضوح مبدأ المسرع:

مراجعة من Huanal Galileo:

مراجعة من Huanal Galileo:

إطلاق مصادم الهادرون 2015:

في هذا السؤال (وغيره من الأمور المشابهة) ، فإن ظهور عبارة "في الواقع" أمر مثير للفضول - كما لو أن هناك جوهرًا ما مخفيًا عن المبتدئين ، محميًا من قبل "كهنة العلم" من سكان المدينة ، وهو سر يجب أن يكون مكشوف. ومع ذلك ، عند النظر إليه من داخل العلم ، يختفي اللغز ولا يوجد مكان لهذه الكلمات - لا يختلف السؤال "لماذا نحتاج إلى مصادم هادرون" اختلافًا جوهريًا عن السؤال "لماذا نحتاج إلى مسطرة (أو مقاييس ، أو ساعات ، وما إلى ذلك) ". حقيقة أن المصادم هو شيء كبير ومكلف ومعقد بأي مقياس لا يغير الأمور.

إن أقرب تشبيه يسمح لك بفهم "سبب الحاجة إلى ذلك" هو ، في رأيي ، العدسة. لقد كانت البشرية على دراية بخصائص العدسات منذ زمن سحيق ، ولكن في منتصف الألفية الماضية فقط تم إدراك أنه يمكن استخدام مجموعات معينة من العدسات كأجهزة تسمح بمشاهدة أشياء صغيرة جدًا أو بعيدة جدًا - نحن نتحدث بالطبع عن مجهر وتلسكوب. ليس هناك شك في أن السؤال عن سبب كل هذا تم طرحه مرارًا وتكرارًا عندما ظهرت هذه الإنشاءات الجديدة للمعاصرين. ومع ذلك ، فقد أبعد نفسه عن جدول الأعمال ، حيث توسعت مجالات التطبيق العلمي والتطبيقي لكلا الجهازين. لاحظ أنه ، بشكل عام ، هذه أدوات مختلفة - لن يكون من المفيد النظر إلى النجوم في مجهر مقلوب. ومن المفارقات أن مصادم الهدرونات الكبير يجمعهم في حد ذاته ، ويمكن اعتباره بحق أعلى نقطة في تطور كل من المجاهر والتلسكوبات التي وصل إليها الجنس البشري على مدى القرون الماضية. قد يبدو هذا البيان غريبًا ، وبالطبع لا ينبغي أن يؤخذ حرفياً - لا توجد عدسات في المسرع (على الأقل العدسات البصرية). لكن في الواقع ، هذا هو بالضبط ما هو عليه. يسمح لك المصادم في تجسيده "المجهري" بدراسة بنية وخصائص الأشياء على مستوى 10-19 مترًا (أذكرك أن حجم ذرة الهيدروجين يبلغ حوالي 10-10 أمتار). الوضع أكثر إثارة للاهتمام في الجزء "التلسكوبي". كل تلسكوب هو آلة في الوقت الحقيقي ، حيث أن الصورة التي تمت ملاحظتها فيه تتوافق مع ما كان عليه موضوع المراقبة في الماضي ، أي الوقت الذي يحتاج فيه الإشعاع الكهرومغناطيسي للوصول إلى الراصد من هذا الجسم. يمكن أن يكون هذا الوقت أقل من ثماني دقائق في حالة مراقبة الشمس من الأرض ، وقد يصل إلى مليارات السنين عند رصد الكوازارات البعيدة. داخل مصادم الهادرونات الكبير ، يتم إنشاء ظروف كانت موجودة في الكون بعد جزء صغير من الثانية .الانفجار العظيم. وهكذا ، تتاح لنا الفرصة للنظر في ما يقرب من 14 مليار سنة الماضية ، إلى بداية عالمنا. الأرضية العادية و التلسكوبات المدارية(على الأقل ، أولئك الذين يسجلون الإشعاع الكهرومغناطيسي) يكتسبون "الرؤية" فقط بعد عصر إعادة التركيب ، عندما أصبح الكون شفافًا بصريًا - حدث هذا ، وفقًا للمفاهيم الحديثة ، بعد 380 ألف عام من الانفجار العظيم.

بعد ذلك ، علينا أن نقرر ما يجب فعله بهذه المعرفة: حول بنية المادة على نطاق صغير ، وبشأن خصائصها عند ولادة الكون ، وهذا هو الذي سيعيد اللغز في النهاية الذي نوقش في البداية ، وتحديد سبب الحاجة حقًا للمصادم. لكن هذا قرار بشري ، لكن المصادم الذي تم الحصول على هذه المعرفة بواسطته سيبقى مجرد أداة - ربما أكثر أنظمة "العدسات" تطوراً التي شهدها العالم على الإطلاق.

يبدأ تاريخ إنشاء المسرع ، الذي نعرفه اليوم باسم مصادم الهادرونات الكبير ، في عام 2007. في البداية ، بدأ التسلسل الزمني للمسرعات مع السيكلوترون. كان الجهاز عبارة عن جهاز صغير يمكن وضعه بسهولة على الطاولة. ثم بدأ تاريخ المسرعات في التطور بسرعة. ظهر السنكروفازوترون والسنكروترون.

في التاريخ ، ربما كانت الفترة الممتدة من عام 1956 إلى عام 1957 هي الفترة الأكثر إمتاعًا. في تلك الأوقات العلوم السوفيتية، على وجه الخصوص الفيزياء ، لم تتخلف عن الأخوة الأجانب. باستخدام الخبرة المكتسبة على مر السنين ، حقق عالم فيزياء سوفيتي يُدعى فلاديمير فيكسلر اختراقة في العلوم. لقد ابتكر أقوى سنكروفازوترون في ذلك الوقت. كانت قوتها التشغيلية 10 جيجا إلكترون فولت (10 مليار إلكترون فولت). بعد هذا الاكتشاف ، تم إنشاء أمثلة جادة بالفعل للمسرعات: مصادم الإلكترون والبوزيترون الكبير ، المسرع السويسري ، في ألمانيا ، الولايات المتحدة الأمريكية. كان لكل منهم هدف واحد مشترك - دراسة الجسيمات الأساسية للكواركات.

تم إنشاء مصادم الهادرونات الكبير في المقام الأول بفضل جهود الفيزيائي الإيطالي. اسمه كارلو روبيا ، الحائز على جائزة جائزة نوبل. خلال مسيرته المهنية ، عمل روبيا كمدير في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية. تقرر بناء وإطلاق مصادم هادرون بالضبط في موقع مركز الأبحاث.

أين مصادم الهدرونات؟

يقع المصادم على الحدود بين سويسرا وفرنسا. يبلغ محيطه 27 كيلومترًا ، ولهذا يطلق عليه اسم كبير. تتعمق حلقة التسريع من 50 إلى 175 مترًا. يحتوي المصادم على 1232 مغناطيس. إنها فائقة التوصيل ، مما يعني أنه يمكن توليد أقصى مجال لرفع تردد التشغيل منها ، حيث لا يوجد عملياً استهلاك للطاقة في مثل هذه المغناطيسات. الوزن الكليكل مغناطيس 3.5 طن بطول 14.3 متر.

مثل أي جسم مادي ، يولد مصادم الهادرونات الكبير الحرارة. لذلك ، يجب تبريده باستمرار. للقيام بذلك ، يتم الحفاظ على درجة حرارة 1.7 كلفن مع 12 مليون لتر من النيتروجين السائل. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام 700 ألف لتر للتبريد ، والأهم من ذلك ، يتم استخدام الضغط ، وهو أقل بعشر مرات من الضغط الجوي العادي.

درجة الحرارة 1.7 كلفن على مقياس سلزيوس هي -271 درجة. تقترب درجة الحرارة هذه تقريبًا مما يسمى الحد الأدنى الممكن الذي يمكن أن يمتلكه الجسم المادي.

داخل النفق ليس أقل إثارة للاهتمام. توجد كبلات من النيوبيوم-تيتانيوم بقدرات فائقة التوصيل. طولها 7600 كيلومتر. الوزن الإجمالي للكابلات 1200 طن. الكبل من الداخل عبارة عن تشابك مكون من 6300 سلكًا بمسافة إجمالية تبلغ 1.5 مليار كيلومتر. هذا الطول يساوي 10 وحدات فلكية. على سبيل المثال ، يساوي 10 من هذه الوحدات.

إذا تحدثنا عن موقعه الجغرافي ، فيمكننا القول إن حلقات المصادم تقع بين مدينتي سان جينيس وفورناي فولتير ، الواقعتين على الجانب الفرنسي ، وكذلك ميران وفسورات - على الجانب السويسري. حلقة صغيرة ، تسمى PS ، تمتد على طول الحدود في القطر.

معنى الوجود

للإجابة على السؤال "ما هو مصادم الهادرونات" ، تحتاج إلى اللجوء إلى العلماء. يقول العديد من العلماء أن هذا هو أعظم اختراع في كل فترة وجود العلم ، وأنه بدونه ، فإن العلم الذي نعرفه اليوم ببساطة لا معنى له. إن وجود مصادم الهادرونات الكبير وإطلاقه أمر مثير للاهتمام لأنه عندما تصطدم الجسيمات بمصادم الهادرونات ، يحدث انفجار. تنتشر كل الجسيمات الأصغر جوانب مختلفة. تتشكل جسيمات جديدة يمكنها تفسير وجود الكثير من الأشياء ومعناها.

أول شيء حاول العلماء العثور عليه في هذه الجسيمات المحطمة هو الجسيم الأولي ، الذي تنبأ به الفيزيائي بيتر هيجز نظريًا ، والذي يُطلق عليه اسم هذا الجسيم المذهل هو ناقل للمعلومات ، كما يُعتقد. كما يطلق عليه عادة "جسيم الله". سيؤدي اكتشافه إلى تقريب العلماء من فهم الكون. تجدر الإشارة إلى أنه في عام 2012 ، في 4 يوليو ، ساعد مصادم الهادرون (تم إطلاقه بنجاح جزئيًا) في اكتشاف جسيم مشابه. حتى الآن ، يحاول العلماء دراسته بمزيد من التفصيل.

حتى متى...

بالطبع ، يُطرح السؤال فورًا عن سبب دراسة العلماء لهذه الجسيمات لفترة طويلة. إذا كان هناك جهاز ، فيمكنك تشغيله ، وفي كل مرة تأخذ المزيد والمزيد من البيانات الجديدة. الحقيقة هي أن عمل مصادم هادرون هو متعة باهظة الثمن. تكاليف الإطلاق الواحد كمية كبيرة. على سبيل المثال، الاستهلاك السنويالطاقة تساوي 800 مليون كيلو واط / ساعة. هذه الكمية من الطاقة تستهلكها مدينة يبلغ عدد سكانها حوالي 100000 نسمة ، بالمعايير المتوسطة. وهذا لا يحسب تكاليف الصيانة. سبب آخر هو أنه في مصادم الهادرون ، يرتبط الانفجار الذي يحدث عندما تصطدم البروتونات بالحصول على كمية كبيرة من البيانات: تقرأ أجهزة الكمبيوتر الكثير من المعلومات التي تستغرق الكثير من الوقت لمعالجتها. على الرغم من حقيقة أن قوة أجهزة الكمبيوتر التي تتلقى المعلومات كبيرة حتى بمعايير اليوم.

السبب التالي ليس أقل شهرة ، فالعلماء الذين يعملون مع المصادم في هذا الاتجاه واثقون من أن الطيف المرئي للكون بأكمله لا يتجاوز 4٪. من المفترض أن الباقي عبارة عن مادة مظلمة وطاقة مظلمة. تحاول تجريبياً إثبات صحة هذه النظرية.

مصادم هادرون: مع أو ضد

طرح النظرية المادة المظلمةدعا إلى التساؤل عن سلامة وجود مصادم الهدرونات. نشأ السؤال: "مصادم هادرون: مع أم ضد؟" لقد أثار قلق العديد من العلماء. جميع العقول العظيمة في العالم مقسمة إلى فئتين. طرح "المعارضون" نظرية مثيرة للاهتمام مفادها أنه في حالة وجود مثل هذه المادة ، فلا بد أن يكون لها جسيم معاكس. وعندما تصطدم الجسيمات في المسرع ، يظهر جزء مظلم. كان هناك خطر من أن يتصادم الجزء المظلم مع الجزء الذي نراه. ثم يمكن أن يؤدي إلى موت الكون بأسره. ومع ذلك ، بعد الإطلاق الأول لمصادم هادرون ، تم كسر هذه النظرية جزئيًا.

التالي في الأهمية هو انفجار الكون ، أو بالأحرى الولادة. يُعتقد أنه أثناء الاصطدام ، يمكن للمرء أن يلاحظ كيف تصرف الكون في الثواني الأولى من وجوده. الطريقة التي نظر بها إلى أصل الانفجار العظيم. يُعتقد أن عملية اصطدام الجسيمات مشابهة جدًا لتلك التي كانت في بداية ولادة الكون.

فكرة أخرى رائعة بنفس القدر يختبرها العلماء هي نماذج غريبة. يبدو الأمر لا يصدق ، لكن هناك نظرية تقترح أن هناك أبعادًا وأكوانًا أخرى لأشخاص مثلنا. والغريب أن المسرّع يمكنه المساعدة هنا أيضًا.

ببساطة ، الغرض من وجود المسرع هو فهم ماهية الكون ، وكيف تم إنشاؤه ، لإثبات أو دحض جميع النظريات الموجودة حول الجسيمات والظواهر ذات الصلة. بالطبع ، سيستغرق هذا سنوات ، ولكن مع كل إطلاق ، تظهر اكتشافات جديدة تقلب عالم العلوم رأسًا على عقب.

حقائق عن المسرع

يعلم الجميع أن المسرع يقوم بتسريع الجسيمات إلى 99٪ من سرعة الضوء ، ولكن لا يعرف الكثير من الناس أن النسبة هي 99.9999991٪ من سرعة الضوء. هذا الرقم المدهش منطقي بفضل تصميم مثاليومغناطيسات تسريع قوية. هناك أيضًا بعض الحقائق الأقل شهرة التي يجب ملاحظتها.

ما يقرب من 100 مليون دفق بيانات يأتي من كل من الكاشفين الرئيسيين يمكن أن يملأ أكثر من 100000 قرص مضغوط في ثوانٍ. في شهر واحد فقط ، كان عدد الأقراص سيصل إلى هذا الارتفاع بحيث إذا تم طيها في قدم ، فسيكون ذلك كافياً للوصول إلى القمر. لذلك ، تقرر جمع ليس كل البيانات التي تأتي من أجهزة الكشف ، ولكن فقط تلك التي ستسمح باستخدام نظام جمع البيانات ، والذي يعمل في الواقع كمرشح للبيانات المستلمة. تقرر تسجيل 100 حدث فقط وقعت وقت الانفجار. سيتم تسجيل هذه الأحداث في أرشيف مركز الكمبيوتر لنظام مصادم الهادرونات الكبير ، والذي يقع في المختبر الأوروبي لفيزياء الجسيمات الأولية ، وهو أيضًا موقع المسرع. لن يتم تسجيل الأحداث التي تم تسجيلها ، ولكن تلك التي لها أهمية قصوى للمجتمع العلمي.

المعالجة البعدية

بعد الكتابة ، ستتم معالجة مئات الكيلو بايت من البيانات. لهذا الغرض ، يتم استخدام أكثر من ألفي جهاز كمبيوتر موجود في CERN. تتمثل مهمة أجهزة الكمبيوتر هذه في معالجة البيانات الأولية وتشكيل قاعدة منها تكون ملائمة لمزيد من التحليل. علاوة على ذلك ، سيتم إرسال دفق البيانات الذي تم إنشاؤه إلى شبكة كمبيوتر GRID. توحد شبكة الإنترنت هذه الآلاف من أجهزة الكمبيوتر الموجودة في مؤسسات مختلفة حول العالم ، وتربط أكثر من مائة مركز كبير يقع في ثلاث قارات. جميع هذه المراكز متصلة بـ CERN باستخدام الألياف الضوئية - for السرعة القصوىنقل البيانات.

عند الحديث عن الحقائق ، يجب أن نذكر أيضًا المؤشرات المادية للهيكل. نفق التسارع هو 1.4٪ من المستوى الأفقي. تم القيام بذلك في المقام الأول من أجل وضع معظم نفق التسريع في صخرة متجانسة. وبالتالي ، فإن عمق التنسيب على الجانبين المتقابلين مختلف. إذا عدت من جانب البحيرة التي تقع بالقرب من جنيف ، فسيكون العمق 50 مترًا. الجزء المقابل بعمق 175 متر.

المثير للاهتمام هو ذلك مراحل القمرتؤثر على المسرع. يبدو كيف يمكن لمثل هذا الكائن البعيد أن يتصرف على هذه المسافة. ومع ذلك ، فقد لوحظ أنه خلال اكتمال القمر ، عندما يحدث المد ، ترتفع الأرض في منطقة جنيف بما يصل إلى 25 سم. هذا يؤثر على طول المصادم. وبالتالي يزيد الطول بمقدار 1 ملليمتر ، وتتغير طاقة الحزمة أيضًا بنسبة 0.02٪. نظرًا لأن التحكم في طاقة الحزمة يجب أن ينخفض ​​إلى 0.002٪ ، يجب على الباحثين أخذ هذه الظاهرة في الاعتبار.

ومن المثير للاهتمام أيضًا أن نفق المصادم يتخذ شكل ثماني الأضلاع ، وليس دائرة كما يعتقد الكثير من الناس. تتشكل الزوايا بسبب المقاطع القصيرة. تحتوي على كواشف مثبتة ، بالإضافة إلى نظام يتحكم في شعاع الجسيمات المتسارعة.

بناء

يعتبر مصادم هادرون ، الذي يتضمن إطلاقه استخدام العديد من التفاصيل وإثارة العلماء ، جهازًا رائعًا. يتكون المسرع بأكمله من حلقتين. تسمى الحلقة الصغيرة بروتون السنكروترون أو ، لاستخدام الاختصارات ، PS. الحلقة الكبيرة هي Proton Super Synchrotron أو SPS. تتيح الحلقتان معًا تشتيت أجزاء تصل إلى 99.9٪ من سرعة الضوء. في الوقت نفسه ، يزيد المصادم أيضًا من طاقة البروتونات ، مما يزيد من طاقتها الإجمالية بمقدار 16 مرة. كما يسمح للجسيمات بالتصادم مع بعضها البعض حوالي 30 مليون مرة / ثانية. في غضون 10 ساعات. تنتج الكاشفات الأربعة الرئيسية ما لا يقل عن 100 تيرابايت من البيانات الرقمية في الثانية. الحصول على البيانات يرجع إلى عوامل فردية. على سبيل المثال ، يمكنهم اكتشاف الجسيمات الأولية التي لها سلبي الشحنة الكهربائية، ولها أيضًا نصف تدور. نظرًا لأن هذه الجسيمات غير مستقرة ، فإن اكتشافها المباشر مستحيل ، فمن الممكن اكتشاف طاقتها فقط ، والتي ستطير بزاوية معينة إلى محور الحزمة. هذه المرحلة تسمى مستوى التشغيل الأول. يشرف على هذه المرحلة أكثر من 100 لوحة خاصة لمعالجة البيانات ، حيث يتم تضمين منطق التنفيذ. يتميز هذا الجزء من العمل بحقيقة أنه خلال فترة الحصول على البيانات ، يتم اختيار أكثر من 100 ألف كتلة من البيانات في الثانية. سيتم بعد ذلك استخدام هذه البيانات للتحليل ، والذي يتم باستخدام محرك ذي مستوى أعلى.

على العكس من ذلك ، تتلقى أنظمة المستوى التالي المعلومات من جميع تدفقات الكاشف. برمجةالكاشف على الإنترنت. هناك ستستخدم عددًا كبيرًا من أجهزة الكمبيوتر لمعالجة كتل البيانات اللاحقة ، ومتوسط ​​الوقت بين الكتل هو 10 ميكروثانية. سيتعين على البرامج إنشاء علامات جسيمات تتوافق مع النقاط الأصلية. ستكون النتيجة مجموعة مكونة من البيانات ، تتكون من الزخم ، والطاقة ، والمسار ، وغيرها من البيانات التي نشأت خلال حدث واحد.

قطع غيار المسرع

يمكن تقسيم المسرع بالكامل إلى 5 أجزاء رئيسية:

1) مسرع مصادم الإلكترون والبوزيترون. التفاصيل حوالي 7 آلاف مغناطيس بخصائص فائقة التوصيل. بمساعدتهم ، يتم توجيه الحزمة على طول النفق الحلقي. ويقومون أيضًا بتركيز الشعاع في تيار واحد ، سينخفض ​​عرضه إلى عرض شعرة واحدة.

2) الملف اللولبي المضغوط ميوني. هذا هو كاشف للأغراض العامة. في مثل هذا الكاشف ، تُجرى عمليات بحث عن ظواهر جديدة ، وعلى سبيل المثال ، البحث عن جسيمات هيغز.

3) كاشف LHCb. تكمن أهمية هذا الجهاز في البحث عن الكواركات والجسيمات المقابلة لها - الكواركات المضادة.

4) الإعداد الحلقي ATLAS. تم تصميم هذا الكاشف لاكتشاف الميونات.

5) أليس. يلتقط هذا الكاشف تصادم أيونات الرصاص وتصادم البروتون والبروتون.

مشاكل إطلاق مصادم هادرون

على الرغم من حقيقة الوجود تقنية عاليةيستبعد احتمال حدوث أخطاء ، في الممارسة العملية كل شيء مختلف. أثناء تجميع المسرع ، كانت هناك تأخيرات ، وكذلك حالات فشل. يجب القول أن هذا الوضع لم يكن غير متوقع. يحتوي الجهاز على الكثير من الفروق الدقيقة ويتطلب مثل هذه الدقة التي توقع العلماء نتائج مماثلة. على سبيل المثال ، كانت إحدى المشكلات التي واجهت العلماء أثناء الإطلاق هي فشل المغناطيس الذي ركز حزم البروتون قبل اصطدامها مباشرة. نتج هذا الحادث الخطير عن تدمير جزء من المرفق بسبب فقدان الموصلية الفائقة للمغناطيس.

بدأت هذه المشكلة في عام 2007. بسبب ذلك ، تم تأجيل إطلاق المصادم عدة مرات ، وفقط في يونيو ، تم الإطلاق ، بعد حوالي عام لا يزال المصادم قد بدأ.

كان الإطلاق الأخير للمصادم ناجحًا ، وتم جمع العديد من البيانات التي تيرابايت.

يعمل مصادم هادرون ، الذي تم إطلاقه في 5 أبريل 2015 ، بنجاح. خلال الشهر ، سوف تتحرك العوارض حول الحلقة ، مما يؤدي إلى زيادة الطاقة تدريجيًا. لا يوجد غرض للدراسة على هذا النحو. ستزداد طاقة اصطدام الحزمة. سيتم رفع القيمة من 7 TeV إلى 13 TeV. ستسمح لنا هذه الزيادة برؤية إمكانيات جديدة في اصطدام الجسيمات.

في عامي 2013 و 2014 كانت هناك عمليات تفتيش فنية جادة للأنفاق والمسرعات وأجهزة الكشف وغيرها من المعدات. وكانت النتيجة 18 مغناطيسًا ثنائي القطب مع وظيفة فائقة التوصيل. وتجدر الإشارة إلى أن العدد الإجمالي لها 1232 قطعة. ومع ذلك ، فإن المغناطيسات المتبقية لم تمر مرور الكرام. في البقية ، تم استبدال أنظمة حماية التبريد وتركيب أنظمة محسنة. كما تم تحسين نظام التبريد للمغناطيس. هذا يسمح لهم بالبقاء درجات الحرارة المنخفضةبأقصى قوة.

إذا سارت الأمور على ما يرام ، فسيتم الإطلاق التالي للمُسرع في غضون ثلاث سنوات فقط. بعد هذه الفترة ، يتم التخطيط للعمل المخطط لتحسين الفحص الفني للمصادم.

وتجدر الإشارة إلى أن الإصلاحات تكلف فلسًا واحدًا ، ولا تشمل التكلفة. يبلغ سعر مصادم الهدرونات ، اعتبارًا من عام 2010 ، 7.5 مليار يورو. يضع هذا الرقم المشروع بأكمله على رأس قائمة أغلى المشاريع في تاريخ العلوم.

يسأل العديد من سكان الكوكب العاديين أنفسهم عن سبب الحاجة إلى مصادم الهادرونات الكبير. غير مفهوم للأغلبية بحث علمي، التي أنفقت عليها مليارات اليوروهات ، تثير القلق والقلق.

ربما هذا ليس بحثًا على الإطلاق ، ولكنه نموذج أولي لآلة زمنية أو بوابة للانتقال الآني للمخلوقات الغريبة التي يمكن أن تغير مصير البشرية؟ الشائعات هي الأكثر روعة وفظاعة. سنحاول في المقالة معرفة ماهية مصادم الهدرونات ولماذا تم إنشاؤه.

مشروع طموح للبشرية

يعد مصادم الهادرونات الكبير حاليًا أقوى مسرع للجسيمات على هذا الكوكب. تقع على حدود سويسرا وفرنسا. بتعبير أدق ، تحتها: على عمق 100 متر ، يوجد نفق تسريع حلقي بطول 27 كيلومترًا تقريبًا. صاحب موقع الاختبار التجريبي ، الذي تبلغ قيمته أكثر من 10 مليارات دولار ، هو المركز الأوروبي للأبحاث النووية.

كمية هائلة من الموارد وآلاف من علماء الفيزياء النووية يشاركون في تسريع البروتونات وأيونات الرصاص الثقيلة إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء ، في اتجاهات مختلفةثم ادفعهم ضد بعضهم البعض. يتم دراسة نتائج التفاعلات المباشرة بعناية.

تم استلام اقتراح إنشاء معجل جسيمات جديد في عام 1984. لمدة عشر سنوات ، تم إجراء مناقشات مختلفة حول الشكل الذي سيكون عليه مصادم الهدرونات ، ولماذا مثل هذا النطاق الواسع مشروع البحث. فقط بعد مناقشة التفاصيل حل تقنيومعايير التثبيت المطلوبة ، تمت الموافقة على المشروع. بدأ البناء فقط في عام 2001 ، بعد أن خصص لوضعه المسرع السابق للجسيمات الأولية - مصادم كبير للإلكترون والبوزيترون.

لماذا نحتاج إلى مصادم الهادرونات الكبير؟

يتم وصف تفاعل الجسيمات الأولية بطرق مختلفة. تتعارض نظرية النسبية مع نظرية المجال الكمومي. الحلقة المفقودة في الكسب نهج موحدبالنسبة إلى بنية الجسيمات الأولية ، فإن استحالة إنشاء نظرية الجاذبية الكمومية. لهذا السبب نحتاج إلى مصادم هادرون عالي القدرة.

يبلغ إجمالي الطاقة الناتجة عن اصطدام الجسيمات 14 تيرا إلكترون فولت ، مما يجعل الجهاز أقوى بكثير من جميع الأجهزة الموجودة في العالم اليوم. بعد إجراء التجارب التي كانت مستحيلة في السابق لأسباب فنية ، سيتمكن العلماء بدرجة عالية من الاحتمال من توثيق أو دحض النظريات الموجودة في العالم المجهري.

ستسمح لنا دراسة بلازما كوارك-غلوون التي تشكلت أثناء اصطدام نوى الرصاص ببناء نظرية أكثر تقدمًا للتفاعلات القوية ، والتي يمكن أن تغير الفيزياء النووية والفضاء النجمي بشكل جذري.

هيغز بوزون

في عام 1960 ، طور الفيزيائي الاسكتلندي بيتر هيغز نظرية مجال هيغز ، والتي بموجبها تخضع الجسيمات التي تدخل هذا المجال للعمل الكمي ، والذي في العالم المادييمكن ملاحظتها على أنها كتلة الجسم.

إذا كان من الممكن أثناء التجارب تأكيد نظرية الفيزيائي النووي الاسكتلندي والعثور على بوزون هيغز (الكم) ، فيمكن أن يصبح هذا الحدث نقطة انطلاق جديدة لتطور سكان الأرض.

وستتجاوز وحدات التحكم في الجاذبية المكتشفة عدة مرات جميع الاحتمالات المرئية لتطوير التقدم التقني. علاوة على ذلك ، فإن العلماء المتقدمين لا يهتمون أكثر بوجود بوزون هيغز ، ولكن في عملية كسر التناظر الكهروضعيف.

كيف يعمل

من أجل أن تصل الجسيمات التجريبية إلى سرعة لا يمكن تصورها لسطح ، مساوية تقريبًا لتلك الموجودة في الفراغ ، يتم تسريعها تدريجياً ، في كل مرة تزيد الطاقة.

أولاً ، تقوم المسرعات الخطية بحقن أيونات الرصاص والبروتونات ، والتي تخضع بعد ذلك لتسريع متدرج. تدخل الجسيمات من خلال المعزز إلى سنكروترون البروتون ، حيث تتلقى شحنة تبلغ 28 جيجا إلكترون فولت.

في المرحلة التالية ، تدخل الجسيمات السنكروترون الفائق ، حيث ترتفع طاقة شحنتها إلى 450 جيجا إلكترون فولت. بعد الوصول إلى هذه المؤشرات ، تسقط الجسيمات في الحلقة الرئيسية التي يبلغ طولها عدة كيلومترات ، حيث تسجل أجهزة الكشف لحظة الاصطدام في نقاط الاصطدام الموجودة بشكل خاص.

بالإضافة إلى الكواشف القادرة على اكتشاف جميع العمليات أثناء الاصطدام ، يتم استخدام 1625 مغناطيسًا فائق التوصيل للحفاظ على حزم البروتون في المسرع. يتجاوز طولها الإجمالي 22 كيلومترًا. خاص لتحقيق يحافظ على درجة حرارة -271 درجة مئوية. تقدر تكلفة كل مغناطيس بمليون يورو.

الغاية تبرر الوسيلة

لإجراء مثل هذه التجارب الطموحة ، تم بناء أقوى مصادم هادرون. لماذا نحتاج إلى مشروع علمي بمليارات الدولارات ، يقول العديد من العلماء للبشرية بفرحة غير مقنعة. في الواقع ، في حالة الجديد اكتشافات علمية، على الأرجح ، سيتم تصنيفها بشكل موثوق.

يمكنك حتى أن تقول على وجه اليقين. وهذا ما أكده تاريخ الحضارة بأكمله. عندما تم اختراع العجلة ، أتقنت البشرية علم المعادن - مرحبًا بالبنادق والبنادق!

أصبحت جميع التطورات الحديثة اليوم ملكًا للمجمعات الصناعية العسكرية في البلدان المتقدمة ، ولكن ليس ملكًا للبشرية جمعاء. عندما تعلم العلماء كيفية تقسيم الذرة ، ما الذي جاء أولاً؟ المفاعلات النووية التي توفر الكهرباء ، مع ذلك ، بعد مئات الآلاف من الوفيات في اليابان. عارض أهالي هيروشيما بشكل لا لبس فيه التقدم العلمي ، الذي سلبهم ومن أبنائهم غدًا.

يبدو التطور التقني وكأنه استهزاء بالناس ، لأن الشخص الموجود فيه سيتحول قريبًا إلى الحلقة الأضعف. وفقًا لنظرية التطور ، يتطور النظام ويزداد قوة ويتخلص منه نقاط الضعف. قد يتبين قريبًا أنه لن يتبقى لنا مكان في عالم تحسين التكنولوجيا. لذلك ، فإن السؤال "لماذا نحتاج إلى مصادم هادرون الكبير في الوقت الحالي" ليس في الواقع فضولًا خاملًا ، لأنه ناتج عن الخوف على مصير البشرية جمعاء.

أسئلة لم تتم الإجابة عليها

لماذا نحتاج إلى مصادم هادرون كبير ، إذا مات الملايين من الناس على هذا الكوكب من الجوع والأمراض المستعصية ، وأحيانًا القابلة للعلاج؟ هل سيساعد في التغلب على هذا الشر؟ لماذا تحتاج البشرية إلى مصادم هادرون ، الذي ، مع كل التطور التكنولوجي ، لم يكن قادرًا على تعلم كيفية محاربة السرطان بنجاح لأكثر من مائة عام؟ أو ربما يكون تقديم خدمات طبية باهظة الثمن أكثر ربحية من إيجاد طريقة للشفاء؟ مع النظام العالمي الحالي والتطور الأخلاقي ، هناك عدد قليل فقط من ممثلي الجنس البشري في حاجة ماسة لمصادم هادرون كبير. لماذا يحتاجه جميع سكان الكوكب ، يقودون معركة متواصلة من أجل الحق في العيش في عالم خالٍ من التعديات على حياة أي شخص وصحته؟ التاريخ صامت على هذا ...

الخوف من الزملاء العلميين

هناك ممثلون آخرون للمجتمع العلمي يعبرون عن مخاوف جدية بشأن سلامة المشروع. هناك احتمال كبير بأن العالم العلمي في تجاربه ، بسبب معرفته المحدودة ، قد يفقد السيطرة على العمليات التي لم تتم دراستها بشكل صحيح.

هذا النهج يذكرنا التجارب المعمليةالكيميائيين الشباب - امزج كل شيء وشاهد ما سيحدث. يمكن أن ينتهي المثال الأخير بانفجار في المختبر. وماذا لو حدث مثل هذا "النجاح" في مصادم هادرون؟

لماذا يحتاج أبناء الأرض إلى مخاطر غير مبررة ، خاصة وأن المجربين لا يستطيعون ذلك ثقة كاملةنقول إن عمليات تصادم الجسيمات ، التي تؤدي إلى تكون درجات حرارة تتجاوز 100 ألف مرة درجة حرارة نجمنا ، لن تتسبب في حدوث تفاعل متسلسل لكامل مادة الكوكب ؟! أو سوف يطلبون ببساطة شيئًا يمكن أن يفسد إجازة قاتلة في جبال سويسرا أو في الريفيرا الفرنسية ...

دكتاتورية المعلومات

ما فائدة مصادم الهادرونات الكبير عندما لا تستطيع البشرية حل المشكلات الأقل تعقيدًا؟ إن محاولة التعتيم على رأي بديل تؤكد فقط إمكانية عدم القدرة على التنبؤ بمسار الأحداث.

ربما ، حيث ظهر الشخص لأول مرة ، تم وضع هذه الميزة المزدوجة فيه - لفعل الخير وإيذاء نفسه في نفس الوقت. ربما ستعطي الإجابة من خلال الاكتشافات التي سيعطيها مصادم الهادرونات؟ لماذا كانت هناك حاجة لهذه التجربة المحفوفة بالمخاطر ، سيقرر أحفادنا.