Үлкен адрон коллайдері ҮАК кейде Үлкен адрон соқтығыстырғышы ағылш Large Hadron Collider LHC дүниедегі қазір бар ең үлке

Үлкен адрон коллайдері (ҮАК, кейде Үлкен адрон соқтығыстырғышы, ағылш. Large Hadron Collider, LHC) — дүниедегі қазір бар ең үлкен және ең жоғарғы энергиялы кешені. Коллайдер шамамен 7 тераэлектрон-вольт мөлшерінде энергиямен үдетілген, бір-біріне қарама-қарсы бағытта ұшып бара жатқан протондар шоғын бір-бірімен соқтығыстыруға арналған ғылыми аспап. Оның басты мақсаты — қазіргі таңда жалпы қабылданып отырған теориялық негізі — «Стандартты модельдің» негіздерін және осал жақтарын анықтау. Соқтығыстырушы жасап шығарып, соларды бақылау «Стандартты модельдің» алдын ала жасаған болжамдарын растайды немесе жоққа шығарады және элементар бөлшектер масса сияқты қасиеттерге қалай ие болатыны анық болады деп күтіледі.

ҮАК-ты салған — ЕЯЗҰ (Еуропалық ядролық зерттеулер орталығы) (CERN) ұйымы. Ол Франция мен Швейцарияның шекарасында, Женева қаласының маңында орналасқан. Оның құрылысын қаржыландыруға және оны құруға 85 елдің сегіз мыңнан астам физик-мамандары, жүздеген университеттер мен зертханалар қатысқан. ҮАС іске қосылып, соқтығыстырулар жасауға дайындық үстінде. Соқтығыстырушыда алғашқы шоқтар 2008 жылғы қыркүйектің 10-ында үдетіліп, алғашқы жоғарғы энергиялы соқтығысулар 2008 жылғы қазанның 21-іне жоспарланған.

Бірқатар мамандар ҮАК-те өткізілетін тәжірибелердің қауіпсіздігіне алаңдаушылық білдірсе де, ғалымдардың арасында ҮАС-те өткізілетін бөлшектер соқтығыстырулары елеулі қауіп туғызбайды деген пікір кең тараған.

ҮАК таяуда қайта қосылды

бір жолының Фейнман диаграммасы бәлкім ҮАК-та қалыптасуы мүмкін. Мұнда екі кварк W немесе Z бозондары қалыптасады, олар қосылып бейтарап Хиггс жасайды.

2022 жылы 22 көкекте Еуропа ядролық зерттеулер ұйымы (CERN) Үлкен адрон коллайдерінің үшінші жұмыс сеансын бастады. Ол жөндеу және жетілдіру шараларын өткізуге үш жылға тоқтатылған еді. Ғалымдар жетілдірілген коллайдер жаңа бөлшектерді, бесінші табиғат күшін, сондай-ақ қараңғы материя барының дәлелдерін табар деп үміттенеді.

Коллайдер бұған дейін 2009–2013 және 2015–2018 жылдары табысты жұмыс істеген. Құрылғы жарық жылдамдығына таяу жылдамдыққа дейін үдетілген бөлшектерді соқтығыстырады. Әлемдегі ең қуатты үдеткіш секундына жүздеген миллион соқтығысу жасата алады. 50-ден 175 метрге дейінгі тереңдікте ойылған коллайдер тоннелінің ұзындығы 26,7 км.

Алып коллайдердің көмегімен 2012 жылы — Стандарт модель физикалық теориясы болжаған элементар бөлшек ашылғаны белгілі. Бірақ Стандарт модель қараңғы материя мен қараңғы энергия атты жұмбақ нәрселерді түсіндіре алмайды. Сондай-ақ ҮАК-тың LHCb детекторы алған кей деректер бөлшектердің Стандарт модельмен түсіндіруге келмейтін беталысын көрсетті. Мұны беймәлім фактор — мүмкін, әзірше ашылмаған жаңа, бесінші іргелі әсерлесу — туындатқан шығар.

2018 жылы желтоқсанда аяқталған екінші сеанс кезінде, ҮАК бөлшектер шоғын 6,5 тераэлектронвольт энергияға дейін үдете алатын. Қазір бұл шама 6,8 ТэВ-қа дейін көтерілді. Бұл үшін протон шоқтарын бағыттайтын мыңдаған асқынөткізгіш магниттер күштірек тоқтармен жұмыс істейді. Енді 13,6 ТэВ энергиямен соқтығысатын протондар осы күнге дейін белгісіз болып келген жаңа субатом бөлшектерді туғызуы ықтимал.

Сонымен бірге коллайдердің жарқырауы, яғни белгілі бір көлденең қима арқылы бір секундта ұшып өтетін бөлшектер ағыны, елеулі арттырылады. Бұл детекторлар бақылайтын соқтығысу санын әлдеқайда көбейтеді. ҮАК-тың ATLAS пен CMS негізгі детекторлары алғашқы екі сеансты қосқандағыдан көп дерек жинайды деп күтіліп отыр. Ал апгрейдтелген LHCb — үш есе көп, ALICE детекторы — бес есе көп дерек жинауы тиіс. Аспаптар Хиггс бозонының тууын бұрынғыдан жиі байқамақ, бұл оның қасиеттерін тереңірек зерттеуге мүмкіндік береді.

ҮАК 2,5 жылдан соң қайта тоқтатылып, 2024–2028 жж. тағы жетілдіріледі. Жарқырауы 2018 жылғымен салыстырғанда 6–7 есе арттырылған құрылғы Жарқырауы жоғары Үлкен адрон коллайдеріне (High Luminosity LHC, HL-LHC) айналады.

Сыртқы сілтемелер

LHC UK webpage Мұрағатталған 4 ақпанның 2007 жылы.
US LHC webpage

Дереккөздер

Физика және ғарыш: https://www.facebook.com/phyandspace

[1] Физика және ғарыш: https://www.facebook.com/phyandspace