Презентация "Большой Адронный Коллайдер. Назад к сотворению мира" по физике – проект, доклад

Большой Адронный Коллайдер

Назад к сотворению мира

Что это такое?

Большой адронный коллайдер (БАК) - ускоритель протонов, построенный на территории Швейцарии и Франции, не имеет аналогов в мире.

Эта кольцевая конструкция протяженностью 27 км сооружена на 100-метровой глубине, в котором установлен ускоритель заряженных частиц в виде гигантской трубы.

Расшифровка названия. БАК

Большим БАК назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м; Адронным — из-за того, что он ускоряет адроны, то есть частицы, состоящие из кварков; Коллайдером (англ. collide — сталкиваться) — из-за того, что пучки частиц ускоряются в противоположных направлениях и сталкиваются в специальных местах.

В БАК с помощью 120 мощных электромагнитов предполагается разогнать до близкой к световой скорости (99,9%) встречные пучки протонов.

Тысячи датчиков будут фиксировать моменты столкновения, что позволит исследователям глубже проникнуть в тайны материи .

"Большой взрыв"

Ученые CERN полагают, что эксперимент позволит в миниатюре воспроизвести "Большой взрыв", который 13,7 миллиардов лет назад положил начало Вселенной.

Кроме того, специалисты рассчитывают получить новые данные о процессах преобразования материи в энергию, а также ожидают, что эксперимент поможет приоткрыть загадки антиматерии и взаимосвязи пространства и времени.

Столкновения двух протонов в БАК.

Цель запуска адронного коллайдера.

узнать, как устроена материя. Обнаружить следы существования бозона Хиггса или, как еще называют, "частицы Бога" - гипотетической частицы, отвечающей за массу элементарных частиц.

Изучить самые тяжелые Топ-кварки и провести столкновения ядер свинца, в результате которых ожидают образования температур около полутора триллионов градусов, существовавших лишь в самом начале Вселенной.

Ученые намерены проверить ряд теорий о создании Мира -теорию "суперсимметрии", "хиггсовский механизм", так называемые "экзотические" теории.

Координатор участия России в проекте, заместитель директора НИИЯФ МГУ Виктор Саврин сообщил, что в создании и разработке БАК участвовали многие российские ученые и инженеры, институты и предприятия.

"В общей сложности активно участвовали в проекте 700 физиков из России, а также 12 институтов.

Некоторые ученые считают, что БАК может привести к созданию машины времени

Согласно этой гипотезе, во время испытаний БАКа высвобожденная энергия будет сконцентрирована на субатомной частице, в результате чего произойдет изменение тканей Вселенной – сочетания пространства и времени.

Влияние гравитации Земли на траекторию временного пространства незначительно, однако мощная энергия БАКа замкнет время в кольцо.

Результат

"В результате протон-протонных столкновений в БАКе, будут возникать так называемые "червоточины" или "кротовые норы", по которым на микроуровне на маленькие расстояния, на короткие отрезки времени смогут перемещаться частицы".

Детекторы и предускорители БАК.

Траектория протонов p (и тяжёлых ионов свинца Pb) начинается в линейных ускорителях (в точках p и Pb, соответственно).

Затем частицы попадают в бустер протонного синхротрона (PS), через него — в протонный суперсинхротрон (SPS) и, наконец, непосредственно в туннель БАК.

Изучение топ-кварков

Они интересуют физиков не только сами по себе, но и как «рабочий инструмент» для изучения хиггсовского бозона.

Это самый тяжёлый кварк и, более того, это самая тяжёлая из открытых пока элементарных частиц. Его масса составляет 171,4 ± 2,1 ГэВ.

Изучение фотон-адронных и фотон-фотонных столкновений

Протоны электрически заряжены, поэтому ультрарелятивистский протон порождает облако почти реальных фотонов, летящих рядом с протоном. Поток фотонов становится сильнее в режиме ядерных столкновений, из-за большого электрического заряда ядра. Эти фотоны могут столкнуться как со встречным протоном, порождая типичные фотон-адронные столкновения, так и друг с другом.

Технические характеристики

Подземный зал, в котором смонтирован детектор ATLAS (октябрь 2004 года)

Детектор ATLAS в процессе сборки (февраль 2006 года)

Потребление энергии

Эти энергозатраты — около 10 % от суммарного годового энергопотребления кантона Женева. Сам CERN не производит энергию, имея лишь резервные дизельные генераторы

Во время работы коллайдера расчётное потребление энергии составит 180 МВт.

Предположительные энергозатраты всего CERNà на 2009 год с учётом работающего коллайдера — 1000 ГВт·ч, из которых 700 ГВт·ч придётся на долю ускорителя.

Неконтролируемые физические процессы

Высказываются опасения: 1. имеется вероятность выхода проводимых в коллайдере экспериментов из-под контроля и развития цепной реакции, которая теоретически может уничтожить всю планету. 2. возможность появления в коллайдере микроскопических черных дыр.

ОДНАКО

Общая теория относительности в виде, предложенном Эйнштейном, не допускает возникновения микроскопических чёрных дыр в коллайдере. Однако они будут возникать, если верны теории с дополнительными пространственными измерениями.

Управление коллайдером

Тонны сложнейшего оборудования, кабелей, проводов скрыты от глаз. Техникой управляют дистанционно. Толстые бетонные плиты предохраняют шахту от утечки радиации, которая теоретически возможна.

Над проектом работала: ученица 10 Б класса Сафарян Моника. Руководитель: учитель физики Бухарова Галина Яковлевна. 2009 год

Программное обеспечение.

Microsoft Word Microsoft Power Point Internet Explorer

1. Квантовый мир: www.inter-actions.org/quantumuniverse/qu2006 2. Эксперименты на БАК: http://lhc.web.cern.ch/lhc/LHC_Experiments.htm 3. Большой адронный коллайдер. Chris Llewellyn Smith in Scientific American, Vol. 283, No. 1; pages 70-77; July 2000.

Литература

МОУ «Средняя общеобразовательная школа №19». Почтовый адрес: 658839, Алтайский край, г. Яровое, квартал «В», дом 19. Контактный телефон: (38568) 3-15-10

Электронный адрес: s19.90@mail.ru

Адрес школы