Бир нече жыл мурун Адрон Коллайдери ишке киргизилээри менен дүйнөнүн акыры келет деп болжолдонгон. Швейцариянын CERN станциясында курулган бул эбегейсиз зор протондук жана иондук тездеткич дүйнөдөгү эң чоң эксперименталдык объект катары таанылган. Аны дүйнөнүн көптөгөн өлкөлөрүнүн он миңдеген окумуштуулары курушкан. Аны чындап эле эл аралык институт деп атоого болот. Бирок, эң оболу, тездеткичтеги протондун ылдамдыгын аныктай алуу үчүн баары таптакыр башка деңгээлде башталган. Кеп мындай акселераторлордун жаралуу тарыхы жана өнүгүү этаптары жөнүндө, алар төмөндө талкууланат.
Башталгыч тарых
Альфа бөлүкчөлөрүнүн бар экени ачылгандан жана атомдук ядролор түз изилдене баштагандан кийин, адамдар аларга эксперимент жасоого аракет кыла башташты. Технологиянын деңгээли салыштырмалуу төмөн болгондуктан, адегенде бул жерде протондук тездеткичтер жөнүндө сөз болгон эмес. Акселератордук технологияны түзүүнүн чыныгы доору 2012-жылы гана башталганӨткөн кылымдын 30-жылдары, окумуштуулар бөлүкчөлөрдүн ылдамдатуу схемаларын максаттуу иштеп чыга баштаганда. Улуу Британиядан келген эки илимпоз 1932-жылы биринчилерден болуп туруктуу токтун атайын генераторун иштеп чыгышкан, бул башкаларга ядролук физиканын доорун баштоого мүмкүндүк берген, бул практикада мүмкүн болгон.
Циклотрондун көрүнүшү
Циклотрон, тактап айтканда, биринчи протондук тездеткичтин аты илимпоз Эрнест Лоуренске идея катары 1929-жылы пайда болгон, бирок ал аны 1931-жылы гана долбоорлой алган. Таң калыштуусу, биринчи үлгү жетиштүү кичинекей болгон, диаметри ондогон сантиметрге жакын, ошондуктан протондорду бир аз гана ылдамдата алган. Анын тездеткичинин бүт концепциясы электрдик эмес, магниттик талааны колдонуу болгон. Мындай абалдагы протондук тездеткич оң заряддуу бөлүкчөлөрдү түз тездетүүгө эмес, алардын траекториясын алар жабык абалда айланада уча тургандай абалга ийритүү үчүн багытталган.
Ичинде протондор айланып турган эки көңдөй жарым дисктен турган циклотронду түзүүгө мына ушундай мүмкүнчүлүк түзүлдү. Башка бардык циклотрондор ушул теорияга негизделди, бирок алда канча көп күчкө ээ болуу үчүн алар барган сайын күчсүз болуп калышты. 40-жылдары мындай протондук тездеткичтин стандарттык өлчөмү имараттарга барабар боло баштады.
Циклотронду ойлоп тапканы үчүн Лоуренске 1939-жылы физика боюнча Нобель сыйлыгы ыйгарылган.
Синхрофазотрондор
Бирок илимпоздор протондук ылдамдаткычты күчтүүрөөк кылууга аракет кылып жатканда,Көйгөйлөр. Көбүнчө алар жалаң техникалык мүнөздө болгон, анткени пайда болгон чөйрөгө талаптар укмуштуудай жогору болгон, бирок жарым-жартылай бөлүкчөлөр алардан талап кылынгандай ылдамдабагандыктан болгон. 1944-жылы жаңы ачылышты Владимир Векслер жасаган, ал автофазалоо принциби менен келген. Таң калыштуусу, америкалык окумуштуу Эдвин Макмиллан бир жылдан кийин ушундай кылды. Алар электр талаасын бөлүкчөлөрдүн өзүнө таасир эте тургандай кылып тууралоону, керек болсо аларды тууралоону же тескерисинче, жайлатууну сунушташты. Бул бөлүкчөлөрдүн кыймылын бүдөмүк масса эмес, бир тутам түрүндө сактоого мүмкүндүк берди. Мындай тездеткичтер синхрофазотрон деп аталат.
Коллайдер
Акселератор протондорду кинетикалык энергияга тездетүү үчүн андан да күчтүү түзүлүштөр талап кылына баштады. Ошентип, карама-каршы багытта айланып турган бөлүкчөлөрдүн эки шооласын колдонуу менен иштеген коллайдерлер жаралган. Жана алар бири-бирин көздөй жайгаштырылгандыктан, бөлүкчөлөр кагылышат. Идея биринчи жолу 1943-жылы физик Рольф Видерё тарабынан пайда болгон, бирок бул процессти ишке ашыра ала турган жаңы технологиялар пайда болгон 60-жылдарга чейин аны иштеп чыгуу мүмкүн болгон эмес. Бул кагылышуунун натыйжасында пайда боло турган жаңы бөлүкчөлөрдүн санын көбөйтүүгө мүмкүндүк берди.
Кийинки жылдардагы бардык өнүгүүлөр түздөн-түз эбегейсиз чоң объекттин курулушуна алып келди - 2008-жылы өзүнүн түзүмүндө узундугу 27 километр болгон шакекче болгон Чоң Адрон Коллайдер. деп ишенишетандагы эксперименттер биздин дүйнө кантип пайда болгонун жана анын терең түзүлүшүн түшүнүүгө жардам берет.
Чоң адрон коллайдеринин учуруусу
Бул коллайдерди ишке киргизүү аракети 2008-жылдын сентябрында жасалган. 10-сентябрь анын расмий ишке кирген күнү болуп эсептелет. Бирок, бир катар ийгиликтүү сыноолордон кийин кырсык болду - 9 күндөн кийин ал ишке ашпай калды, ошондуктан ал оңдоого жабылууга аргасыз болду.
Жаңы сыноолор 2009-жылы гана башталган, бирок 2014-жылга чейин объект мындан ары бузулуп калбашы үчүн өтө төмөн энергия менен иштеген. Дал ушул убакта Хиггс бозону ачылып, илимий чөйрөдө дүрбөлөңгө түшкөн.
Учурда оор иондор жана жеңил ядролор жаатында дээрлик бардык изилдөөлөр жүргүзүлүүдө, андан кийин LHC 2021-жылга чейин модернизациялоо үчүн кайрадан жабылат. Ал болжол менен 2034-жылга чейин иштей алат деп болжолдонууда, андан кийин андан аркы изилдөөлөр жаңы тездеткичтерди түзүүнү талап кылат.
Бүгүнкү сүрөт
Учурда тездеткичтердин дизайн чеги туу чокусуна жетти, андыктан жалгыз вариант - учурда медицинада колдонулуп жаткан сызыктуу протондук тездеткичти түзүү, бирок андан да күчтүүрөөк. CERN аппараттын миниатюралык версиясын кайра жаратууга аракет кылган, бирок бул тармакта байкаларлык прогресс болгон эмес. Сызыктуу коллайдердин бул моделин провокациялоо үчүн түз LHC менен туташтыруу пландаштырылуудапротондордун тыгыздыгы жана интенсивдүүлүгү, андан кийин алар түздөн-түз коллайдердин өзүнө багытталат.
Тыянак
Ядролук физиканын пайда болушу менен бөлүкчөлөрдүн ылдамдаткычтарынын өнүгүү доору башталды. Алар көптөгөн этаптарды басып өтүштү, алардын ар бири көптөгөн ачылыштарды алып келди. Азыр өмүрүндө Чоң адрон коллайдери жөнүндө укпаган адамды табуу мүмкүн эмес. Ал китептерде, тасмаларда айтылган - ал дүйнөнүн бардык сырларын ачууга жардам берет же жөн эле аны бүтүрөт деп алдын ала. Бардык CERN эксперименттери эмнеге алып келери белгисиз, бирок акселераторлордун жардамы менен окумуштуулар көптөгөн суроолорго жооп бере алышты.
