En el corazón de Europa, junto a la frontera entre Francia y Suiza, cerca de Ginebra, se encuentra el centro de investigación de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). Es aquí donde se construyó el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), la instalación experimental más grande del mundo para realizar investigaciones diseñadas para probar o refutar numerosas hipótesis científicas que han surgido en la física teórica en los últimos años.
El último trabajo de construcción se completó aquí en noviembre de 2006, pero el primer lanzamiento oficial tuvo lugar solo en septiembre de 2008. Naturalmente, solo se utilizó una parte de la capacidad de diseño.
Muerte en un agujero negro
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Sin embargo, no todo en el funcionamiento del dispositivo se desarrolló sin problemas de inmediato. Poco después del lanzamiento del colisionador, en septiembre, se produjo un accidente que lo inutilizó durante todo un año. Muchos periodistas se apresuraron a declarar las razones místicas del accidente: supuestamente los poderes superiores no tolerarían la interferencia en el lugar santísimo de la naturaleza: su microcosmos. Sin embargo, los especialistas del instituto dieron con calma una explicación completamente terrenal de la falla: el cableado simplemente no pudo soportarlo.
Esta explicación no les gustó a los representantes de los medios. Muchos de ellos, sin embargo, sin tener suficientes motivos, predijeron terribles consecuencias para el mundo si continuaban las pruebas en el colisionador. Una verdadera histeria se desarrolló alrededor del colisionador. Alguien afirmó que las pruebas abrirían la puerta a un mundo de energía oscura inexplorada y materia oscura que llena el vacío del universo. Y esto conducirá a consecuencias impredecibles. Alguien gritó que los experimentos conducirían inevitablemente a la aparición de agujeros negros que, con una velocidad cada vez mayor, absorberían primero al propio instituto y luego a todo nuestro planeta. Nada ni nadie se salvará, a menos que huyas de un agujero negro a una velocidad superior a la de la luz. Pero, como saben, nada en la Tierra puede moverse a tal velocidad. Sea como fuere, los científicos demostraron valor real,no sucumbiendo a las advertencias de los aficionados, y sin embargo lanzó el colisionador.
Túnel milagroso
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El LHC es un verdadero milagro de la tecnología moderna. Imagina un dispositivo gigante de increíble complejidad, ubicado en un círculo en un túnel subterráneo. Dentro de las tuberías que componen el LHC, los haces de partículas cargadas se mueven con tremenda velocidad en direcciones opuestas. El túnel tiene casi 27 kilómetros de largo y está ubicado a una profundidad de 50 a 175 metros, inclinándose hacia la superficie de la tierra. El sistema incluye aceleradores que permiten que las partículas se aceleren a la velocidad requerida por los investigadores, imanes que mantienen los flujos de partículas en la dirección deseada y sensores que permiten determinar la ubicación de las partículas y sus características.
A pesar del tamaño microscópico de la sustancia estudiada en sí, todo en el LHC es sorprendente en su escala. Por ejemplo, detectores de 25 metros de altura, la temperatura de funcionamiento de los imanes es de -271 ° C, el consumo de energía es igual al 10% del consumo total anual de un país pequeño, la fantástica velocidad de los racimos de partículas, que permite 10.000 revoluciones por segundo.
Los protones y combinaciones de protones y neutrones de plomo, o iones pesados, se utilizan como material de trabajo. Las partículas se mueven a una velocidad increíble, cercana a la velocidad de la luz, lo que, sin VAK, sería posible solo cuando se calientan a millones de grados Celsius, en condiciones cercanas a las condiciones para el surgimiento del Universo. Durante el movimiento, las partículas chocan entre sí y se dispersan en diferentes direcciones, pero en forma de quarks, que son decenas de miles de veces más pequeños que los protones. Por lo tanto, el dispositivo se denominó colisionador, de la palabra inglesa collide - "collide". Es cierto que los quarks se combinan casi instantáneamente en nuevas partículas, tan rápido que los científicos no tienen tiempo para considerarlas. Sin embargo, esto conviene a todos, porque estudiar las propiedades de nuevas partículas es suficiente para obtener datos sobre las propiedades de los quarks.
Los acertijos nunca se hacen más pequeños
Con la ayuda del VAK, los científicos esperan obtener la confirmación de muchas hipótesis. Por ejemplo, todavía hay debates acalorados sobre de qué está hecha la materia, es decir, todo lo que hay a nuestro alrededor, incluidos nosotros mismos. Hasta hace poco se creía que la llamada teoría del Modelo Estándar para la construcción del Universo se había estudiado a fondo. Sin embargo, los científicos aún no han recibido respuestas a todas sus preguntas. Por ejemplo, reflexionan sobre cuál es la naturaleza de la masa, cómo se formó la masa después del Big Bang, que dio lugar al espacio, cómo surgen la materia y la antimateria, y por qué no se llevan bien, qué es la energía oscura y la materia oscura, dónde, cómo y por qué surgen.
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Al mismo tiempo, en los últimos años han aparecido nuevas hipótesis científicas que van mucho más allá del Modelo Estándar y tratan de dar respuesta a estas mismas preguntas. Bueno, por ejemplo, la famosa teoría de cuerdas, según la cual hay una gran cantidad de otras dimensiones a nuestro alrededor, que están tan retorcidas que simplemente ni siquiera sabemos de su existencia. Pero existen mundos enteros dentro de estos hilos más delgados. Si esta teoría, gracias a la Comisión Superior de Certificación, encuentra su confirmación, entonces podremos encontrar la respuesta a muchos misterios de nuestra historia y modernidad. Bueno, por ejemplo, ¿por qué hace unos 40.000 años desaparecieron repentinamente los neandertales, que hasta entonces muchos milenios coexistieron pacíficamente en nuestro planeta junto con los antepasados humanos, los cromagnones? O donde aparecen ovnis en el cielo sobre nuestras cabezas,su movimiento viola todas las leyes físicas conocidas, y donde desaparecen tan repentinamente como aparecieron. ¿Y los barcos a la deriva en el Triángulo de las Bermudas en completa calma, pero sin un alma a bordo? ¿Y el famoso Experimento Filadelfia? La lista de fenómenos misteriosos asociados con la aparición y desaparición de personas y objetos sigue y sigue.
Por cierto, durante uno de los experimentos, los científicos descubrieron que algunos de los protones en el camino hacia el detector … simplemente desaparecieron. Es decir, el asunto ha desaparecido. ¿Por qué no es esto una confirmación de la teoría de cuerdas?
Ladrillos mágicos, o sobre los beneficios de caminar en la montaña
Además, hay un enganche más en el modelo estándar. Parece que los científicos han llegado al fondo de las llamadas partículas elementales más pequeñas que componen el universo. ¡Pero no, no estaba allí! En pocas palabras, todos sabemos por las lecciones de física de las escuelas que cualquier sustancia consta de moléculas, moléculas de átomos y los átomos, a su vez, constan de partículas aún más pequeñas: protones y neutrones, que también se llaman hadrones (de ahí el nombre) Hadron Collider), que a su vez consisten en quarks. Pero resulta que hay una partícula aún más pequeña: un bosón, que lleva el nombre del famoso científico indio Shatyendranath Bose, miembro de la Royal Society de Londres, quien sugirió su existencia a mediados del siglo pasado.
Varias décadas más tarde, el físico teórico escocés Peter W. Higgs, profesor de la Universidad de Edimburgo, desarrolló la teoría de Bose y, a su vez, sugirió que el bosón convierte un fotón de un campo en una partícula de materia con masa. En otras palabras, algo surge de la nada con la ayuda de un bosón.
Entonces, los bosones de Higgs deberían convertirse en lo sucesivo en la base del Modelo Estándar, los mismos ladrillos con los que se construye cualquier objeto de la naturaleza con la ayuda de una fuerza mágica llamada supersimetría por los científicos. Ya se le llama "una partícula de Dios", luego una "partícula maldita". Y algunos bromistas incluso lo llamaron "bosón" una botella de champán ".
Sin embargo, hasta ahora no se ha probado experimentalmente la existencia del bosón. Curiosamente, la idea del papel del bosón en los procesos moleculares llegó a Higgs mientras caminaba por las montañas de Edimburgo. ¡Esto es lo que significa aire fresco combinado con ejercicio!
Entonces, uno de los objetivos del WAK es simplemente confirmar la existencia de este mismo bosón de Higgs. Encontrarlo para los físicos es como encontrar el eslabón perdido más importante en la evolución humana para los antropólogos. Lo encontré, y todo en la imagen del universo encaja de inmediato. La última celda del rompecabezas está cerrada. Sea como fuere, en los últimos meses los especialistas del Centro ya han hecho muchos descubrimientos, y aún más, según sus previsiones, se harán muy pronto. Por ejemplo, los científicos han estado cerca de confirmar la existencia del mítico neutralino y están a punto de hacer un descubrimiento sensacional sobre la existencia de la materia oscura.
Creemos que tendrán éxito. ¡Solo podemos desearles buena suerte!
Revista: Secretos del siglo XX №3. Autor: Sergey Sukhanov
