Перейти до змісту

← На головну

Великий адронний колайдер

Великий адронний колайдер (ВАК, англ. Large Hadron Collider, LHC) — найпотужніший і найбільший у світі прискорювач частинок (надпровідний двокільцевий синхротронний колайдер), побудований Європейською організацією з ядерних досліджень (ЦЕРН) у підземному тунелі завдовжки 27 кілометрів поблизу Женеви на кордоні Швейцарії та Франції. Призначений для зіткнення протонних пучків та важких іонів на придельно високих кінетичних енергіях (до 13-14 ТеВ).

Огляд (Overview)

ВАК розроблено для перевірки передбачень Стандартної моделі фізики елементарних частинок та пошуку нової фізики поза її межами. Головним науковим досягненням установки стало відкриття у 2012 році бозона Гігса (на детекторах ATLAS та CMS) — остаточного недостатнього елемента Стандартної моделі, який відповідає за генерацію маси елементарних частинок.

Прискорювальний комплекс складається з кільцевого тунелю з надпровідними магнітами, які охолоджуються рідким гелієм до температури 1,9 К (−271,25 °C), що робить внутрішній об'єм колайдера одним із найхолодніших місць у Всесвіті.

Ключові деталі / Підтеми

Основні характеристики та будова

  • Довжина кільця: 26,7 км на глибині від 50 до 175 метрів під землею.
  • Магнітна система: понад 1200 двополюсних (дипольних) надпровідних магнітів, що створюють магнітне поле індукцією близько 8,3 Тесла для відхилення протонних пучків.
  • Кріогенна система: використання надплинного гелію при 1,9 К для забезпечення надпровідного стану магнітних обмоток.
  • Вакуум: тиск у вакуумній камері пучка становить близько \(10^{-10}\)–\(10^{-11}\) мм рт. ст., що є розрідженішим за відкритий космос поблизу Землі.

Основні детектори ВАК

  • ATLAS та CMS: два гігантські універсальні детектори загального призначення для пошуку бозона Гігса, темної матерії та додаткових вимірів.
  • ALICE: спеціалізований детектор для вивчення кварк-глюонної плазми при зіткненнях важких іонів свинцю.
  • LHCb: детектор для вивчення фізики \(b\)-кварків та досліджень асиметрії між матерією та антиматерією.

Супутні та перспективні проєкти

  • ESS (European Spallation Source) у Лунді (Швеція) — найпотужніше джерело нейтронів методом розщеплення.
  • FCC (Future Circular Collider) — проєкт майбутнього кільцевого колайдера завдовжки близько 100 км з енергією зіткнення до 100 ТеВ.

Суперечності та відкриті питання

  • У суспільстві перед запуском ВАК висловлювалися побоювання щодо можливості утворення мікроскопічних чорних дір чи катастрофічного розпаду фальшивого вакууму. Фізичні розрахунки та спостереження за природними космічними променями високих енергій довели повну безпеку експериментів.

Джерела та посилання