A Nagy Hadronütköztető Téma

[svhs]

A föld a világ Szóval így ez nem nagy ellentmondás.

[Guest AlteranApertureScience]

A szűk látókörűeknek igen, azonban a Föld kicsit sem maga a világ, sőt lassan élhetetlen lesz .

A világ tele van végtelen lehetőséggel amit itt nem találsz meg, tehát újabb ellentmondás

Módosította December 4, 2012 AlteranApertureScience

[Guest AlteranApertureScience]

duplán ment

Módosította December 4, 2012 AlteranApertureScience

[hajani]

mikor is indulsz másik bolygóra?

[david1519]

Azért azt ne mondjuk, hogy ami Komáromnál volt földrengés tegnap az is a CERN miatt volt.

A fekete lyukakat meg nem tudom ki találta ki, de ezerszer elmeséltem itt fórumon, hogy két naptömeg alatt nem nagyon keletkeznek fekete lyukak...

A Föld meg nagyon nincs közelében egy naptömegnek sem... tehát mehet a varázslat, nem létezik, hogy fekete lyukat hozzon létre ember, pláne az, hogy a Földön.

[Zuluparaszt]

david, azért nem keletkeznek 2 naptömeg alatt, mert nincs hozzá elég nagy tömegük, h akkora nyomás legyen a belsejében h feketelyukká váltjon. Viszont az ütközések során teljesül a fetétel, és tényleg mini feketelyukak keletkeznek (ez sosem volt vita tárgya ez tény). A baj ott kezdődik h sokak szerint ezek a feketelyukak majd nőni kezdenek és felfalják a bolygót. ami szintén hüyleség, mert ahogy megjósolták és ahogy mi még itt vagyunk (teht bebizonyosodott) ezek szétesnek, nem tudnak egyben maradni.

 

Szerinted honna vette az átlagember a feketelyukas elméletet? Publikálták a folyamatot, ezek meg csak annyit fogtak fel h juj feketelyuk végünk.

[hankock]

Az LHC-t nem lehet felfogni

 

 

 

 

A svájci-francia határon működtetett Nagy Hadronütköztető a világ legnagyobb és legbonyolultabb kísérletegyüttese, amiben fizikusok egész serege figyeli, ahogy a közel fénysebességgel ütköző atommagokból és protonokból müonok, hadronok és bozonok lesznek. Halandó ember igazából fel sem fogja, mit is jelent az előző mondat második fele, még akkor sem, ha személyesen nézi meg, mi is ez az egész. Mi azért megpróbáltuk.

 

 

 

Az LHC-ban sétálni olyan, mint síelni: az ember akkor bukja a legnagyobbat, mikor már úgy érzi, kezdi érteni és átlátni, miről is van szó valójában. Az NA61 SHINE nevű kísérletben, ahol a részecskék nem egymással ütköznek, hanem egy fix céltárgynak csapják őket, bemehettünk abba a hatalmas mágnesbe, ami a mérést végző kamrák körül van.

Nagyjából mintha egy toronydaru ellensúlyának belsejében járnánk, hárman simán elférünk benne, még falatozhatnánk is, ha nem kéne vigyázni a méregdrága és törékeny berendezésekre. Az egyik ott dolgozó magyar kutató, László András magyarázza, mit is látunk, itt egy mágnes, ott egy vertex TPC, de nem bírok magammal, és rákérdezek, mi az a fényes dolog, ami pont a berendezés közepén lóg a plafonon. András megakad, rám néz, és a magabiztos tudósok finom eleganciájával közli, hogy az ott bizony egy úgynevezett lámpa.

Nagyon nagy ágyúval nagyon pici verébre

 

Az LHC, vagyis a Nagy Hadronütköztető nagy, drága és bonyolult valami, amiben kicsi, ritka és bonyolult valamiket keresnek. Tavaly júliusban például pont találtak egyet, és ekkor, valami érthetetlen módon a fizikát általában legkésőbb középiskolában nagy megkönnyebbülve letudó emberiség beleszeretett a fizikusokba meg a bozonokba. Amikor lehetőségünk adódott, hogy ellátogassunk az idén márciusban két évre leállított részecskegyorsítóba, és olyan helyekre nézzünk be, ahova általában csak azok mennek, akik ötnél kevesebb hogyishívják használata nélkül tudják elmondani, mi is az a kvark-gluon plazma, még azt gondoltuk, hogy egy látogatás segít abban, hogy az elemi részecskékkel leginkább a The Big Bang Theory című sorozat szereplőinek tábláin megjelenő képletekben találkozó ember egyszer csak átlássa, hogy is megy az Ősrobbanás utáni néhány másodperc vizsgálata.

„Az LHC a világ legbonyolultabb berendezése, és a benne található négy kísérlet a következő négy a rangsorban” – foglalja össze Szilássi Zoltán (MTA Atommagkutató Intezet) LHC CMS nevű kísérletében résztvevő magyar fizikus, aki lassan 15 éve dolgozik kint, 8 éve kint is él. „Igazából egy-egy detektor nem sokkal bonyolultabb, mint egy atomtengeralattjáró...flotta” – foglalja össze a kétnapos látogatás első reggelén, mi vár ránk valójában. A napirend szerint a négy nagy kísérlet közül mi azt a kettőt látogatjuk meg, ahol a legerősebb a magyar jelenlét, a CMS mellett ez az ALICE nevű detektort jelenti, ahol például azt a bizonyos kvark-gluon plazmát, az univerzum ősállapotában megtalálható ősrészecskelevest előállítják és vizsgálják a szakemberek.

 

 

Az LHC-val kapcsolatban unalomig ismételt, kvízjátékokban is legkésőbb a százezres kérdés környékén előkerülő adatok a valóságban egészen lehengerlők. A protonokat, ólomatommagokat illetve aranyionokat fénysebességre gyorsító csöveknek helyet adó, föld alatti körgyűrű 27 kilométeres, ami a térképen nézve nem nagy cucc, autóval azonban jó húsz perc, míg az egyik helyről a másikra érünk.

Vendéglátóink szép lassan vezetik fel a megdöbbenést. A svájci központban beülünk a buszba, elhajtunk a schengeni egyezmény ellenére megtartott, de az idő nagy részében üres határállomáson, és ősrégi traktorokkal megművelt földek mellett fél óra alatt jutunk el az első programponthoz. A CMS kísérlet nagyjából 90 méterrel a föld alatt elhelyezett detektorának megtekintése előtt még megnézzük, milyen nehéz is egy olyan kristály, amiből 86 ezer darab van a gigantikus detektorban. Az élmény ahhoz fogható, mint mikor az ember először veszi a kezébe a higanyos üveget a kémiaszertárban: tudja, hogy az Oroszországban növesztett, ólom-wolframát kristály nehéz, az mégis majdnem kifordul a tenyeréből, mikor Veres Gábor, a CMS kísérlet nehézion-ütközéseket kutató csoportját vezető tudós a kezébe adja.

 

Még kóválygunk kicsit a felszínen, aztán beszállunk a liftbe, megyünk vele hetven másodpercet lefelé, kilépünk az ajtón, aztán egy folyosón befordulva szembetaláljuk magunkat 4200 köbméternyi Kompakt Müon Szolenoiddal. A CMS 16 méter átmérőjű és 21 méter hosszú hordója ránézésre bonyolultabb nagyobb és felfoghatatlanabb mint bármi, amit ember valaha is épített a történelem folyamán. Nemcsak a mérete sokkoló, hanem a tény, hogy ezt a gigantikus cuccot két ion vagy proton ütközésekor keletkező, vagyis az elképzelhetetlenül kicsinél is kisebb dolgok megfigyelésére használják, ráadásul sikerrel.

Van itt vagy háromszázezer kilométernyi kábel, jó néhány ezer tonna szupravezető mágnes, a korábban már említett kristályok, meg a vaskeret, amiből saccra kijönne a német hadiflotta. Az egészet odafent szerelték össze, a szeleteket pedig egyenként eresztették le. „Az eresztésre használt akna csak néhány centivel volt nagyobb, mint a detektor egy-egy darabja, így nagyon oda kellett figyelni, nyolc óra volt, míg egyet leeresztett a daru” – mondja Veres, és Szillásitól megtudjuk, hogy daru nélkül 15 másodperc is elég lett volna a dologhoz.

Elszakadt a CERNa

 

A hatalmas berendezés azonban bámulatos dolgokra képes. Megmondja például, milyen elemi részecskék keletkeznek az ütközésekkor, kiszámítja, hogy ezek milyen sebességgel és milyen irányba repültek szét, és így aztán a kísérleten dolgozó tudósok számos következtetést vonhatnak le. Például olyat, hogy megtalálták azt a részecskét, ami a körülöttünk látható világ szabályrendszerében, a Standard Modellben szereplő többinek tömeget, vagyis értelmet ad, és amit egy Peter Higgs nevű tudós már 1960-ban megjósolt.

 

A CMS pillanatnyilag áll. „Pontosabban az LHC áll, a 2015-től kezdődő kísérletek már nagyobb energián mennek majd végbe, így lecserélik a gyorsító mágneseinek egy részét” – javít ki Veres. Ez azonban a CMS rendszereinek karbantartására is nagyszerű lehetőség. Amikor ott voltunk, egy munkás egy darun állva épp egy nagy sárga valamit próbált rácsatlakoztatni a detektor egyik elemére. Próbáltuk kideríteni, hogy az illető épp kivesz vagy betesz valamit a másodpercenként negyvenmillió darab, hatvan megapixeles felvétel elkészítésére alkalmas fényképezőgépként is felfogható CMS-be, de végül nem sikerült rájönni. Veres szerint bár hosszúnak tűnik a két éves állás, de valójában szinte minden perc foglalt, az előre betervezett munkafázisokat egy hatalmas táblázat foglalja össze, van munka, amit CERN-es ember, van, amit külső vállalkozó végez el.

Másnap kiderült, hogy valószínűleg egy müonkamrát cseréltek ki, de a sárga célszerszám még az amúgy a CMS-en dolgozó, főképp a monstrum elmozdulásának monitorozásáért felelő Béni Noéminek (MTA Atommagkutató Intézet) sem volt ismerős. A 13 ezer tonnás szerkezet ugyanis nemcsak szándékosan, az erre a célra épített sűrített levegős rendszerrel mozgatható, de magától is mocorog időnként. „Hatalmas mágneses erők hatnak gyorsítás közben, de a Hold tömegvonzása, a Genfi-tó vízállása, és tavasszal még a környékbeli hegyek által felszívott víz mennyisége is mind számít” – tudjuk meg a szakemberektől.

Kicsit furcsa, hogy egy ekkora szerkezetnél tényleg minden milliméter fontos, de Veres azt is elárulja, hogy a szeletekre bontott CMS tervezésekor külön munkacsoport ügyelt arra, hogy minden egyes, a tudósok által kért szerkezet úgy kerüljön felszerelésre, hogy a leeresztés után a szerkezet egy-egy része tökéletesen illeszkedjen egymáshoz. Nézzék csak meg a képet, és képzeljék el, mennyivel lehetett ez bonyolultabb, mint egy dugig tömött bőrönd összecipzározása.

Fotózkodtunk még pár percig a partra vetett, majd feldarabolt bálnára emlékeztető detektorral, aztán újra liftbe szálltunk, mert ment az idő, és még volt hátra egy detektor.

ALICE tényleg Csodaországban van

 

Az ősleves létrehozására, illetve az ott keletkező részecskék tulajdonságainak mérésére kitalált ALICE nevű detektorban Barnaföldi Gergely Gábor, az MTA Wigner Fizikai Kutatóintézet munkatársa volt a kalauzunk. Ő vitt le minket a hetven méter mélyen lévő, szintén épp valamelyest kibelezett detektorhoz, és ő mondta el azt is, hogy ahogy a többi nagy kísérlet, az ALICE is a legnagyobb. „Elég nagy a tudományos verseny a négy kísérlet között, de alapvetően más jellegű is az egyes detektorokban folyó munka. Ettől függetlenül minden kísérlet a legnagyobb a maga módján: az ALICE például a legsokoldalúbb.” Barnaföldi, aki a magyar kísérleti csoport vezetője, a lehető legjobb helyre vitte kis csoportunkat: a CMS-nél valóban nem sokkal kisebb detektor szájába. Szemben állva beleláttunk a finoman szólva is érthetetlen szerkezetbe.

A kör alakú, műszerekkel iszonyatosan telezsúfolt teret középen a gyorsító csöve szelte ketté, itt látszott csak igazán az, hányszoros is a szorzó a megfigyelt cél és a megfigyelőszerkezet mérete között. Míg a CMS-ben a kaloriméter szóval ismerkedtünk meg (ami az ütközéskor keletkező részecskék energiáját méri a korábban említett ólom-wolframát kristályok segítéségével), itt az időprojekciós kamra (TPC) szóösszetétel hallatán nézünk nagyot. Nagyon leegyszerűsítve az a szerkezet lényege, hogy a rajta áthaladó részecske sebessége, irányváltoztatása és becsapódási helyes segítségével állapítják meg annak pályáját, majd azt, hogy milyen részecskéről is van szó.

Alagút a fény végén

 

Miután ennyit beszéltünk a gyorsítóról magáról, az ALICE óriása mellől közvetlenül ahhoz a csőhöz megyünk, amiben az egyes kísérletekhez szállítják a közel fénysebessegre gyorsított részecskenyalábokat. Az eddigi élményekhez képest a cső tulajdonképpen csalódás. Persze mit lehet várni egy 27 kilométer hosszú csőtől többet, mint hogy csőformája legyen?

 

Például hogy a korábban látott ábráknak megfelelően szabályos kört alkosson. Mint kiderült, az LHC gyorsítógyűrűje valójában nyolc egyenes és nyolc íves szakaszból áll össze. Az egyenes részeken van lehetőség kísérletek kialakítására, a most megismert ALICE-en és CMS-en kívül még kettő van jelenleg, a Higgs-bozon vadászatában szintén részt vevő ATLAS, illetve az anyag és az antianyag különbségeit vizsgáló LHCb (ezeket sajnos ezúttal nem tudtuk megnézni). A kanyarokban a newtoni fizika szabályai miatt kitörni vágyó részecskéket komoly mágneses potenciállal lehet csak az öt centiméter körüli átmérőjű csőben tartani, és szinte már meg sem lepődünk azon, hogy ebben az összetett feladatban is van két magyar.

Bajkó Márta olyan régóta dolgozik külföldön, hogy nemcsak a top 20 szupravezetőmágnes-szakértő egyike vált belőle, de nem is igazán tudja, hogy a részben általa is kifejlesztett eljárásoknak és részegységeknek milyen nevet is adott a magyar szakma. Ettől függetlenül tátott szájjal hallgatjuk, ahogy arról beszél, hány tesla is kell ahhoz, hogy most, illetve a 2015-ös újraindulás után a kanyarban tartsák a részecskéket. 10-12 tesla, ami annyit tesz, mintha a Sinkanzen nevű japán szupervonatból rögtön négyet szeretnénk működtetni. Mindehhez 8-12 ezer wattos erősségű áram kell, no meg olyan anyagok és ötvözetek, amik elektromos ellenállása (bizonyos körülmények között) pontosan nulla.

A gyorsító konkrét működtetése azonban egyszerű szolgáltatás, legalábbis Jurcsó Péter, évek óta a CERN-nek dolgozó mérnök szerint. A szakember szerint neki és a munkatársainak egy feladata van: létrehozni azokat a körülményeket, amikre az LHC-ban működő négy nagy, illetve tucatnyi kisebb kísérletnek szüksége van. Ha ehhez nyolcezernél is több mágnes, a világegyetem átlaghőmérsékleténél is nagyobb hideg, illetve 120 tonna szuperfolyékony hélium kell, akkor ők ezeket is figyelembe veszik, elérik illetve használják.

Mielőtt az információdömpingtől zsongó fejjel visszatámolyognánk Svájcba, még megnézzük, mi is az a sztochasztikus hűtés, amiért Simon van der Meer holland fizikus 1984-ben Nobel-díjat kapott. A pofonegyszerű eljárás lényege, hogy valójában nem hűti a csomagokban száguldó protonokat, hanem sorba rendezi azokat. Egy műszer a gyorsító egy pontján megméri az optimálisnál gyorsabban vagy lassabban mozgó, illetve az ideális pályaívtől túlságosan messze haladó részecskéket, majd a szükséges adatokat a gyorsítógyűrű átellenes pontjában elhelyezett, a korrekciót elvégző műszerhez továbbítja, aminek így van ideje felkészülni a hosszabb távot megtevő, renitens részecskék megrugdosására, vagyis lassítására, gyorsítására, irányítására. „És 1986-ban ezért Nobelt lehetett kapni, nevetséges” – viccelődünk, mintha értenénk, miről beszélnek a minket kísérő fizikusok.

 

Az 1970-es években használt rendszert, az SPS-t, vagyis a szuper protonszinkotront még ma is használják, a több menetben gyorsított részecskék például itt haladnak át azelőtt, hogy belépnének az LHC 27 kilométeres gyűrűjébe. Ráadásul azok a neutrínók is itt keletkeznek, amik egy hibás csatlakozó miatt egy darabig elhitették az LHC tudósainak egy részével, hogy van, ami képes a fénynél gyorsabb mozgásra.

Oké, de mire jó ez az egész?

 

Szillási és Barnaföldi már várja a kérdést, és mondja is a szokásos választ. „A CERN kísérletei általában nem valami közvetlen piaci forgalomban felhasználható végtermék létrehozására vannak kitalálva. Ettől függetlenül azonban a világegyetem jobb megértésére tett próbálkozások közben olyan technológiák fejlődnek ki és terjednek el a világon, mint például a World Wide Web, vagyis az internet ma ismert formája, vagy épp a gyógyításban, súlyos betegségek kezelésében használt orvosi diagnosztikai eszközök.”

A szakemberek szerint általában kell néhány évtized, amíg az itt még csak kísérleti szinten használt megoldások valamelyikéből a világ többi része is tapasztal valamit. Szillási szerint a következő ilyen úgy húsz év múlva jelenhet meg. „A veszteségmentes energiatovábbítási rendszerek alapjai már készen vannak, és használjuk is őket a CERN-ben. Persze a száz vagy ezer kilométer hosszú, ellenállás nélküli áramvezeték még odébb van, de ha elterjed, akkor mondhatjuk, hogy a Higgs-bozontól lett olcsóbb a kenyér.”

 

index.riport

[hankock]

Eltörpül a nagy hadronütköztető az új gyorsító mellett

Egy száz kilométer kerületű részecskegyorsító Svájc és Franciaország területén való megépítésének lehetőségét tanulmányozza az Európai Nukleáris Kutató Szervezet, amely csütörtökön jelentette be erről szóló terveit.

A megvalósíthatósági vizsgálatok jövő héten kezdődnek, február 11. és 13. között a világ minden tájáról hozzávetőleg száz kutató gyűlik össze a Genfi Egyetemen, hogy tanácskozásukkal útnak indítsák a várhatóan öt évig tartó projektet.

A jövőbeni gyűrű válthatja majd fel a CERN nagy hadronütköztetőjét, a 27 kilométeres LHC-t, amelyet 1980-ban álmodtak meg, megépítéséhez és üzembe helyezéséhez azonban 25 évre volt szükség.

Az egyelőre FCC-ként (francia nevén Futur Collisionneur Circulaire) emlegetett 80-100 kilométeres részecskegyorsító az LHC mostani 14 TeV-es (teraelektronvoltos) kapacitásával szemben akár a soha nem látott 100 TeV-es energián is képes lenne működni.

Szaggatott vonallal látható az FCC tervezett helye

Forrás: CERN

A most induló projekt mellett már évek óta tart egy lineáris részecskegyorsító, a 80 kilométeres, szintén Franciaország és Svájc területére tervezett CLIC megvalósíthatóságának vizsgálata is. A két projekt célja feltárni a különböző gyorsítók előnyeit és hátrányait, valamint 2018-2019-re felmérni az építés költségeit.

A részecskefizikai kutatások egyre inkább globálissá válnak: az amerikai, az ázsiai és az európai kutatók rendszeresen információkat cserélnek a jövőbeni részecskegyorsítók tanulmányozásával foglalkozó nemzetközi bizottság, az International Committee for Future Accelerators (ICFA) keretein belül.

A jelenleg pihenő LHC várhatóan még 20 évig folytatja munkáját, jövőre indítják újra. "Még mindig nagyon keveset tudunk a Higgs-bozonról, kutatjuk a sötét anyagot és a szuperszimmetriát. Az LHC-vel nyert új információk majd útmutatást adnak nekünk, hogy milyen típusú gyorsítót építsünk" - mondta Sergio Bertolucci, a CERN kutatási és informatikai igazgatója.

 

 

origo

[hankock]

Az anyag egy új formájára bukkantak az LHC-ben

Egy régóta keresett szökevényt csíptek el a világ legnagyobb részecskegyorsítójában. A Nagy Hadronütköztető kísérletei megerősítették a Z(4430) elnevezésű részecske létezését, ami egyben az eddigi legszilárdabb bizonyíték az anyag egy új formájára, a tetrakvarkra.

 

A kvarkok az anyag alapvető építőelemeiként szolgáló szubatomi részecskék. Eddigi ismereteink szerint kettes, vagy hármas csoportokban léteznek, előbbi esetben rövid életű mezonokat alkotva, utóbbi esetben az atommagot felépítő protonokká és neutronokká alakulva. A kutatók évtizedek óta feltételezik, hogy a kvarkok négyes csoportokban is kapcsolódhatnak egymáshoz, tetrakvarkokat alkotva, azonban eddig nem sikerült elvégezni az elmélet teszteléséhez szükséges bonyolult kvantumszámításokat. "Számítógépeink még nem elég nagy teljesítményűek az elmélet megoldásához" - mondta Thomas Cohen, az amerikai Maryland Egyetem kutatója.

 

Ez azt jelenti, hogy senki sem tudja, megengedik-e a fizika törvényei az anyag összecsomósodását az elméleti tetrakvarkok kialakulásához. Az LHC legfrissebb eredményei szerint azonban minden eddiginél közelebb kerültünk ennek kiderítéséhez. "A fő kérdés a Z(4430)-al kapcsolatban, hogy létezik-e, vagy sem?" - mondta Tomasz Skwarnicki, a New York-i Syracuse Egyetem munkatársa, a tanulmányt kidolgozó csapat egyik tagja. "Eredményeink szerint a Z(4430) valós"

 

Az újonnan elcsípett Z(4430) egyike a feltételezett tetrakvarkoknak. Létezéséről már 2008-ban beszámoltak a japán KEKB gyorsító Belle detektorának tudósai, a felfedezés azonban megkérdőjeleződött, miután a kaliforniai SLAC gyorsító BaBar detektorának nem sikerült megismételnie a kísérlet eredményeit. Most azonban az LHCb kísérlet tízszer annyi adatot elemzett, mint a Belle, vagy a BaBar és nem kevesebb, mint 4000 részecskét találtak. "Ez egy rendkívül jó eredmény" - nyilatkozott Michael Roney, a BaBar szóvivője. Úgy tűnik, az a módszer, amivel a BaBar kutatta a részecskét, lecsökkentette az észlelés esélyeit. "Nem volt elegendő adatunk a teljes érzékenység eléréséhez" - tette hozzá.

 

Most, hogy a Z(4430) létezését megerősítették, a következő kihívás annak bizonyítása lesz, hogy tényleg tetrakvarkokról van szó. A fizikusok nagy reményekkel vágnak bele a bizonyításba, a mezonok ugyanis nem rendelkeznek megfelelő tömeggel a Z(4430) kialakításához, ezért jóval nagyobb az esély, hogy egy tetrakvarkról van szó. Egy zavaró tényezővel azonban mindenképpen számolni kell, a Z(4430) legalább tízszer olyan gyorsan bomlik, mint a korábbi esélyesek, ami nem illik bele a tetrakvark modellek által jelzett viselkedésbe, magyarázta Marek Karliner, az izraeli Tel Aviv Egyetem elméleti fizikusa, aki nem vett részt az LHCb tanulmányában.

 

További adatokra lesz szükség a részecske bomlásáról, hogy kiderüljön, valóban tetrakvarkról van szó, vagy valami mást találtak. Ez egyben segít a kutatóknak kapaszkodókat találni az anyag viselkedésének vizsgálatához a legalapvetőbb szinteken. Ugyancsak kérdés, hogy képesek-e a kvarkok ennél is nagyobb csoportokat alkotni? Az ötkvarkos csoportosulásokra utaló jelek az utóbbi időben eltűntek, azonban nem zárták ki teljes egészében.

 

 

SG