Nhiều người bình thường trên hành tinh tự hỏi mình câu hỏi tại sao họ cần một máy va chạm hadron lớn. Không thể hiểu được hầu hết các nghiên cứu khoa học, đã chi rất nhiều tỷ euro, gây lo ngại và e ngại.
Có lẽ đây không phải là nghiên cứu, mà là nguyên mẫu của cỗ máy thời gian hoặc cổng thông tin để dịch chuyển các sinh vật ngoài hành tinh có thể thay đổi số phận của nhân loại? Tin đồn đi tuyệt vời nhất và đáng sợ. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cố gắng tìm hiểu xem máy va chạm hadron là gì và tại sao nó được tạo ra.
Dự án đầy tham vọng của nhân loại
Large Hadron Collider ngày nay là máy gia tốc hạt mạnh nhất trên hành tinh. Nó nằm ở biên giới của Thụy Sĩ và Pháp. Chính xác hơn, dưới nó: ở độ sâu 100 mét là một đường hầm máy gia tốc hình khuyên với chiều dài gần 27 km. Chủ sở hữu của khu thử nghiệm trị giá hơn 10 tỷ USD là Trung tâm nghiên cứu hạt nhân châu Âu.
Một lượng lớn tài nguyên và hàng ngàn nhà vật lý hạt nhân đang tham gia vào việc tăng tốc các proton và các ion chì nặng tới tốc độ gần với ánh sáng theo các hướng khác nhau, sau đó chúng va chạm với nhau. Kết quả của các tương tác trực tiếp được nghiên cứu cẩn thận.
Đề xuất tạo ra máy gia tốc hạt mới xuất hiện vào năm 1984. Trong mười năm, các cuộc thảo luận khác nhau đã được tổ chức về máy va chạm hadron sẽ là gì, tại sao một dự án nghiên cứu quy mô lớn như vậy lại cần thiết. Chỉ sau khi thảo luận về các tính năng của giải pháp kỹ thuật và các thông số cài đặt cần thiết, dự án mới được phê duyệt. Việc xây dựng chỉ bắt đầu vào năm 2001, đã phân bổ thông tin liên lạc ngầm cho máy gia tốc hạt cơ bản trước đây - một máy va chạm electron-positron lớn - cho vị trí của nó.
Tại sao chúng ta cần một máy va chạm hadron lớn
Sự tương tác của các hạt cơ bản được mô tả theo những cách khác nhau. Lý thuyết tương đối mâu thuẫn với lý thuyết trường lượng tử. Liên kết còn thiếu trong việc tìm ra cách tiếp cận thống nhất về cấu trúc của các hạt cơ bản là không thể tạo ra một lý thuyết về lực hấp dẫn lượng tử. Đó là lý do tại sao máy va chạm hadron công suất cao là cần thiết.
Tổng năng lượng trong sự va chạm của các hạt là 14 tera-electron-volt, giúp thiết bị trở thành máy gia tốc mạnh hơn nhiều so với tất cả các loại hiện có trên thế giới hiện nay. Sau khi tiến hành các thí nghiệm mà trước đây không thể vì lý do kỹ thuật, các nhà khoa học rất có khả năng có thể ghi lại hoặc bác bỏ các lý thuyết hiện có về thế giới vi mô.
Nghiên cứu plasma quark-gluon được tạo ra trong quá trình va chạm của hạt nhân chì sẽ cho phép chúng ta xây dựng một lý thuyết tiên tiến hơn về các tương tác mạnh có thể thay đổi hoàn toàn vật lý hạt nhân và phương pháp nhận thức về không gian sao.
Higgs boson
Trở lại năm 1960, một nhà vật lý từ Scotland, Peter Higgs, đã phát triển lý thuyết trường Higgs, theo đó các hạt đi vào trường này phải chịu hiệu ứng lượng tử, có thể được quan sát trong thế giới vật lý là khối lượng của một vật thể.
Nếu trong các thí nghiệm có thể xác nhận lý thuyết của nhà vật lý hạt nhân người Scotland và tìm ra boson Higgs (lượng tử), thì sự kiện này có thể trở thành điểm khởi đầu mới cho sự phát triển của cư dân Trái đất.
Và khả năng mở của người kiểm soát trọng lực sẽ vượt xa tất cả các triển vọng có thể nhìn thấy để phát triển tiến bộ công nghệ. Hơn nữa, các nhà khoa học tiên tiến không quan tâm nhiều hơn đến sự hiện diện của boson Higgs, nhưng trong quá trình phá vỡ tính đối xứng điện.
Anh ấy làm việc thế nào
Để các hạt thí nghiệm đạt được tốc độ không thể tưởng tượng được trên bề mặt, gần bằng tốc độ ánh sáng trong chân không, chúng được gia tốc dần dần, mỗi lần tăng năng lượng.
Đầu tiên, máy gia tốc tuyến tính bơm các ion chì và proton, sau đó được tăng tốc từng bước. Các hạt thông qua bộ tăng áp đi vào synchrotron proton, nơi chúng nhận được điện tích 28 GeV.
Ở giai đoạn tiếp theo, các hạt đi vào siêu synchrotron, nơi năng lượng điện tích của chúng được mang tới 450 GeV. Đạt được các chỉ số như vậy, các hạt rơi vào vòng nhiều km chính, trong đó tại các vị trí va chạm có vị trí đặc biệt, các máy dò ghi lại chi tiết thời điểm va chạm.
Ngoài các máy dò có khả năng phát hiện tất cả các quá trình trong một vụ va chạm, 1625 nam châm có tính siêu dẫn được sử dụng để giữ các chùm proton trong máy gia tốc. Tổng chiều dài của chúng vượt quá 22 km. Một buồng đông lạnh đặc biệt duy trì nhiệt độ −271 ° C để đạt được hiệu quả siêu dẫn. Chi phí của mỗi nam châm như vậy ước tính khoảng một triệu euro.
Sự kết thúc biện minh cho phương tiện
Để thực hiện các thí nghiệm đầy tham vọng như vậy, máy va chạm hadron mạnh nhất đã được chế tạo. Tại sao chúng ta cần một dự án khoa học trị giá hàng tỷ đô la, nhiều nhà khoa học được nhiều nhà khoa học nói với sự nhiệt tình không thể chối cãi. Đúng, trong trường hợp khám phá khoa học mới, rất có thể, chúng sẽ được phân loại đáng tin cậy.
Bạn thậm chí có thể nói chắc chắn. Xác nhận điều này là toàn bộ lịch sử của nền văn minh. Khi bánh xe được phát minh, xe ngựa chiến tranh xuất hiện. Ông thành thạo luyện kim nhân loại - xin chào, súng và súng!
Tất cả những phát triển hiện đại nhất hiện nay đang trở thành tài sản của các tổ hợp công nghiệp quân sự của các nước phát triển, nhưng không phải của cả nhân loại. Khi các nhà khoa học học cách phân tách một nguyên tử, điều gì đến trước? Tuy nhiên, các lò phản ứng điện hạt nhân sau hàng trăm ngàn người chết ở Nhật Bản. Người dân ở Hiroshima rõ ràng đã chống lại tiến bộ khoa học mà ngày mai và họ đã lấy từ họ và con cái họ.
Phát triển kỹ thuật trông giống như một sự nhạo báng của mọi người, bởi vì người trong đó sẽ sớm biến thành liên kết yếu nhất. Theo thuyết tiến hóa, hệ thống phát triển và phát triển mạnh mẽ hơn, thoát khỏi những điểm yếu. Nó có thể xảy ra sớm mà chúng ta sẽ không có chỗ trong thế giới cải tiến công nghệ. Do đó, câu hỏi "tại sao chúng ta cần một máy va chạm hadron lớn ngay bây giờ" thực sự không phải là một sự tò mò nhàn rỗi, bởi vì nó gây ra bởi nỗi sợ cho số phận của cả nhân loại.
Những câu hỏi không được trả lời
Tại sao chúng ta cần một máy va chạm hadron lớn, nếu hàng triệu người trên hành tinh chết vì đói và không thể chữa được, và đôi khi có thể chữa được? Liệu anh ta có giúp vượt qua cái ác này? Tại sao chúng ta cần một máy va chạm hadron cho nhân loại, với tất cả sự phát triển của công nghệ, đã không thể học cách chống ung thư thành công trong một trăm năm? Hoặc có thể nó chỉ mang lại nhiều lợi nhuận hơn khi cung cấp các dịch vụ y tế đắt tiền hơn là tìm cách chữa lành? Với trật tự thế giới hiện tại và sự phát triển đạo đức, chỉ một số ít đại diện của loài người cần một máy va chạm hadron lớn. Tại sao toàn bộ dân số trên hành tinh lại cần thiết, dẫn đầu một cuộc chiến không ngừng nghỉ để giành quyền sống trong một thế giới không bị tấn công vào cuộc sống và sức khỏe của bất kỳ ai? Câu chuyện im lặng về điều này …
Nỗi sợ hãi của các đồng nghiệp khoa học
Có những đại diện khác của cộng đồng khoa học bày tỏ mối quan ngại nghiêm trọng về sự an toàn của dự án. Rất có khả năng thế giới khoa học trong các thí nghiệm của mình, do kiến thức hạn chế, có thể mất kiểm soát đối với các quá trình thậm chí không được hiểu đầy đủ.
Cách tiếp cận này giống như các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm của các nhà hóa học trẻ - trộn mọi thứ và xem điều gì sẽ xảy ra. Ví dụ cuối cùng có thể kết thúc trong một vụ nổ trong phòng thí nghiệm. Và nếu một "thành công" như vậy xảy ra với máy va chạm hadron?
Tại sao chúng ta cần một rủi ro phi lý đối với trái đất, đặc biệt là vì các nhà thí nghiệm không thể nói chắc chắn rằng các quá trình va chạm hạt, dẫn đến sự hình thành nhiệt độ vượt quá nhiệt độ của ngôi sao sáng của chúng ta 100 nghìn lần, sẽ không gây ra phản ứng dây chuyền của mọi vật chất trên hành tinh?! Hoặc đơn giản là họ sẽ gây ra một phản ứng hạt nhân chuỗi có khả năng hủy hoại nghiêm trọng một kỳ nghỉ ở vùng núi của Thụy Sĩ hoặc ở vùng duyên hải Pháp …
