Nie tylko bozon Higgsa

Ze względu na swoje ogromne rozmiary zarówno Wielki Zderzacz Hadronów, jak i jego odkrycia trafiły na pierwsze strony gazet. W wersji 2.0, która właśnie wchodzi na rynek, może zyskać jeszcze większą sławę.

Celem konstruktora LHC – Wielkiego Zderzacza Hadronów – było odtworzenie warunków, jakie panowały na samym początku naszego Wszechświata, tyle że w znacznie mniejszej skali. Projekt został zatwierdzony w grudniu 1994 r.

Znajdują się tu główne elementy największego na świecie akceleratora cząstek pod ziemią, w tunelu w kształcie torusa o obwodzie 27 km. W akceleratorze cząstek (protony produkowane z wodoru) „Przebiegnij” przez dwie rurki w przeciwnych kierunkach. Cząstki zostały „przyspieszone” do bardzo wysokich energii, z prędkością światła. Wokół akceleratora biega ponad 11 tysięcy osób. raz na sekundę. Według warunków geologicznych głębokość tunelu waha się od 175 m (obok Yury) w 50 (w kierunku Jeziora Genewskiego) - średnio 100 m, przy średnim lekkim nachyleniu 1,4%. Z punktu widzenia geologii najważniejsze było usytuowanie całego sprzętu na głębokości co najmniej 5 m poniżej górnej warstwy melasy (zielonego piaskowca).

Mówiąc ściślej, cząstki zanim dotrą do LHC, są przyspieszane w kilku mniejszych akceleratorach. W pewnych dobrze określonych miejscach na obrzeżach LHC protony z obu rur są wyrzucane na tę samą ścieżkę i zderzając się, tworzą nowe cząstki, nowy biznes. Energia - zgodnie z równaniem Einsteina E = mc² - zamienia się w materię.

Skutki tych kolizji rejestrowane w ogromnych detektorach. Największy, ATLAS, o długości 46 m i średnicy 25 m, waży 7 tys. ton (1). Drugi, CMS, jest nieco mniejszy, ma 28,7 m długości i 15 m średnicy, ale waży aż 14 tys. ton (2). Urządzenia te, w kształcie ogromnych cylindrów, zbudowane są z kilku/kilkunastu koncentrycznych warstw aktywnych detektorów różnych typów cząstek i oddziaływań. Cząsteczki są również „łapane” w postaci sygnału elektrycznego dane przesyłane są do centrum komputerowegoa następnie rozprowadza je do ośrodków badawczych na całym świecie, gdzie są poddawane analizie. Zderzenia cząstek generują tak ogromną ilość danych, że do wykonania obliczeń trzeba włączyć tysiące komputerów.

Projektując detektory w CERN-ie, naukowcy wzięli pod uwagę wiele czynników, które mogły zniekształcić lub wpłynąć na poprawność pomiarów. Uwzględniono między innymi nawet wpływ księżyca, stan wody w Jeziorze Genewskim oraz zakłócenia wprowadzane przez szybkie pociągi TGV.

zapraszamy do lektury numer przedmiotu w magazynie .