10 nysgerrigheder omkring CERNs Large Particle Collider

Hvis du endda er interesseret i videnskab (eller hvis du er fan af The Big Bang Theory), har du måske hørt om Large Hadron Collider (LHC). Stadig behøver du ikke være et fysikgeni for at indse, at detaljerne i denne fantastiske enhed ikke er lette at forstå, selvom du ikke er en fuldstændig lægmand.

Selvfølgelig er det ikke let at offentligt indrømme visse tvivl i en verden, hvor nørdig kultur bliver mere og mere mainstrean, og hvor internettet er blevet et perfekt tilflugtssted for hatere af alle slags. Af denne grund kommenterer vi under 10 nysgerrigheder, som du måske vil vide om LHC, men aldrig havde modet til at spørge.

1 - Hvad betyder “Large Hadron Collider”?

Den første er let: det store ord henviser til enhedens størrelse. LHC er en stor cirkulær tunnel med en omkreds på 27 kilometer, begravet under et gennemsnitligt lag på 100 meter jord og klipper. Udtrykket collider henviser til det faktum, at apparatet bruges til at accelerere protoner (og lejlighedsvis ioner) i modsatte retninger, så de kan kollidere med dem og vise, hvilke partikler der er resultatet af processen.

I fysik er hadroner en familie af subatomære partikler lavet af kvarker og holdt sammen af ​​en stærk nuklear interaktion (en af ​​fire grundlæggende interaktioner, herunder tyngdekraft, elektromagnetisk og svag nuklear). Protoner og neutroner er nogle eksempler på hadroner.

2 - Hvorfor er det under jorden?

En af grundene er, at det er virkelig dyrt at finde en ejendom 27 kilometer over jorden. LHC bruger en tunnel, der oprindeligt blev gravet for at huse en anden collider, Large Electron and Positron Collider (LEP), som blev deaktiveret i år 2000. En anden interessant detalje er, at hele jorden og klipperne over enheden tjener som et fremragende skjold mod naturlig stråling, der kan nå dine detektorer.

Billedkilde: Reproduktion / Atlas-eksperiment

3 - Hvad er ligheden mellem LHC og en varulv?

Svaret er, at begge er påvirket af månen. Ligesom tidevand er jorden også udsat for månetiltrækning. Når månen er fuld, kan jordens lag stige op til 25 centimeter, en bevægelse, der får LHC's omkreds til at stige op til en millimeter. Det lyder måske ikke som meget, men det er nok, at forskere er nødt til at tage dette i betragtning.

4 - Hvad er ligheden mellem LHC og et køleskab?

Det bliver koldt, LHC bruges ikke til at forhindre forskernes grillkød i at ødelægge! I virkeligheden er ligheden, at begge afhænger af køling. Large Hadron Collider har det største kryogene system i verden og kan betragtes som et af de koldeste steder på jorden.

For at holde enhedens magneter ved den superledende temperatur skal forskere afkøle dem til 1, 9 kelvin (-271, 3 grader celsius) - en temperatur lavere end det ydre rum, der når mindst -270, 5 grader celsius på nogle punkter. Og det er ikke let at nå dette punkt i varmeklatringer: 10.000 tons flydende nitrogen og 90 tons flydende helium bruges i en proces, der tager et par uger.

5 - Hvad betyder CERN?

Det er det franske forkortelse for Det Europæiske Råd for nuklear forskning, der blev oprettet i 1952 med støtte fra 11 lande. To år senere blev udtrykket "bestyrelse" fjernet fra navnet og erstattet af "organisation", men ingen af ​​forskerne kunne lide det nye forkortelse, så det førstnævnte forblev.

Hvis institutionens navn lyder velkendt for dig uden at vide noget om LHC, er der to mulige forklaringer: enten har du hørt, det var, hvor de opfandt internettet, eller så du Dan Browns bog, "Engle". og dæmoner. ”

6 - Hvor meget kostede det?

Opførelsen af ​​LHC varede næsten 30 år og skønnes at have kostet CERN-medlemslande (og andre deltagere) 4, 6 mia. EUR. Men det er ikke alt - som de betalende tv-reklamer ville sige - da der også var yderligere 1, 43 mia. EUR i detektorudgifter og computerkraft, blandt andet.

Billedkilde: Afspilning / Neatorama

7 - Hvor meget elektricitet har LHC brug for at fungere?

Det tager 120 MW for enheden at arbejde, hvilket svarer til energiforbruget i den schweiziske kanton Genève. Denne mængde strøm ville være tilstrækkelig til at drive 1, 2 millioner 100-watt glødepærer eller 120.000 gennemsnitlige Californiens hjem. De årlige driftsomkostninger for LHC anslås til at være 19 millioner euro.

8 - Hvor mange data forventer du at få fra LHC?

Stor Hadron Collider-eksperimenterne har omkring 150 millioner sensorer, der giver information 40 millioner gange i sekundet. Datastrømmen er ca. 700 MB pr. Sekund eller ca. 15 petabytes om året. Hvis du prøvede at brænde det hele på cd'er, ville du akkumulere et tårn på 20 km hvert år. Og DVD'er ville ikke være en meget bedre mulighed, da du har brug for omkring 100.000 hver 12. måned.

For at modtage denne oversvømmelse af oplysninger byggede CERN LHC World Computing Grid, en slags supersnabb privat internet, der forbinder omkring 80.000 computere til at analysere collider-data.

9 - Kan LHC skabe et sort hul, der sluger jorden?

Hvis du har hørt om partikelacceleratorer (ligegyldigt hvad), har du sandsynligvis hørt apokalyptiske teorier om, at disse enheder kunne føre til sorte huller, der blandt andet forbruger vores planet.

Selv i betragtning af at LHC har en fjern chance for at skabe et mikrosort sort hul, ville produktet have en så lille størrelse og masse, at det ville have svært ved at absorbere endda en proton, så meget mindre en hel planet. Andre apokalyptiske teser (såsom oprettelse af strangelets, magnetiske monopoler eller "boble-vakuum"), selv om de i teorien er minimalt mulige, er meget usandsynlige.

Billedkilde: Afspilning / Neatorama

10 - Er det muligt at hjælpe med forskning?

Selvom et team på mere end 7.000 forskere sørger for selve videnskaben, kan enhver med en computer og internetadgang hjælpe med databehandling. (noget i retning af “LHC derhjemme”) giver dig mulighed for at bidrage med din computers frit tid til at hjælpe med at beregne collider-simuleringer. For at deltage skal du gå ind på webstedet ved at klikke her.