סיינטיפיק אמריקן פירסמה במסגרת כתבת השער שעסקה במאיץ החלקיקים הגדול הפותח את שערב בז'נבה מבחר פרטי טריוויה
מושגי מפתח
בניית מאיץ ההדרונים הגדול (LHC), הניסוי הגדול והמסובך ביותר שידעה פיסיקת החלקיקים מעודה, קרובה להשלמה, ועל פי לוח הזמנים צפוי המאיץ להתחיל לפעול ב-2008.
ה-LHC יאיץ צרורות פרוטונים לאנרגיות הגבוהות ביותר שחוללה מכונה אי פעם, יגרום להם להתנגש ראש בראש 30 מיליון פעמים בשנייה, כשכל התנגשות והתנגשות תפלוט אלפי חלקיקים במהירות קרובה למהירות האור.
הפיסיקאים מצפים שה-LHC יביא בכנפיו עידן חדש של פיסיקת חלקיקים, שבו תעלומות גדולות באשר להרכב החומר והאנרגיה ביקום יבואו על פתרונן.
שיפוע!
מנהרת ה-LHC עומדת בשיפוע של 1.4% ביחס לאופק, כדי שכמה שיותר ממנה יהיה בתוך סלע מוצק. היא חצובה בעומק של כ-50 מטרים בכיוון אגם ז'נבה, ובעומק של 175 מטרים בצד השני.
- עכשיו זה סופי: המאיץ LHC בטוח לשימוש
- התרומה הישראלית הגדולה לחקר החלקיק הקטן (אבי בליזובסקי, 21/7/2008)
- כל מה שרציתם לדעת על מאיץ ההדרונים הגדול (אבי בליזובסקי, 31/5/2008)
- האם כדור הארץ עומד להבלע ע"י חור שחור? (יעל פטר, 30/5/2008)
מופעי הירח
כשהירח מלא, ב"שיא הגאות" מתרוממת האדמה על יד ז'נבה ב-25 סנטימטרים, ההיקף של ה-LHC גדל במילימטר אחד ואנרגיית האלומה משתנה ב-0.02%. הנסיינים חייבים להתחשב באפקט הזה מפני שהם חייבים לדעת מהי אנרגיית האלומה בדיוק של 0.002%.
המתומן
מנהרת ה-LHC היא בעצם מתומן, בעל שמונה קשתות המחוברות בשמונה גזרות קצרות וישרות שבהן שוכנים ארבעת הניסויים וכן מתקנים הקשורים לבקרת האלומה.
"טבעת אחת למשול בכולן"
מאיץ ההדרונים הגדול משלב בתוכו סוסי עבודה זקנים ונאמנים ומפלצות ענק פורצות דרך. המאיצים בני עשר השנים, הכוללים את סינכרוטרון הפרוטונים ואת סופר סינכרוטרון הפרוטונים, מביאים את הפרוטונים ל-99.99975% ממהירות האור. ה-LHC מקפיץ את אנרגיית הפרוטונים כמעט פי 16 ל-99.9999991% וגורם להם להתנגש 30 מיליון פעמים בשנייה במשך עד עשר שעות. ארבעת הניסויים הגדולים מייצרים יותר מ-100 טרה-בייט של נתוני התנגשות לשנייה.
1 מאיץ ה-LHC
כ-7,000 מגנטים מוליכי-על מנווטים את אלומות הפרוטונים סביב למנהרה שנחפרה עבור מאיץ התנגשויות האלקטרון-פוזיטרון הגדול (LEP) ב-1989 וממקדים אותן לעובי שערה.
2 CMS
סילונית המואונים הקומפקטית (Compact Muon Solenoid) היא אחד מתוך שני הגלאים הרב-תכליתיים הגדולים שיובילו את החיפוש אחר חלקיקים כגון ההיגס ושאר תופעות חדשות. לגלאי יש צורת גליל שחלקו המרכזי מורכב מחמישה גלגלים, כמו זה שרואים בתמונה, ויש בו גם גלגלים בצדו הקדמי והאחורי.
3 LHCb
הגלאי הזה מחפש קוורקים ואנטי-קוורקים "תחתונים" (bottom quarks, המכונים גם beauty quarks), במטרה לפענח את תעלומת היעדרו של האנטי-חומר ביקום. הגלאי מנטר רק צד אחד של נקודת ההתנגשות שלו.
4 ATLAS
מתקן טורואידי ל-LHC (A Toroidal LHC Apparatus) הוא הגלאי הרב-תכליתי השני, הוא בעל תכנון ייחודי המבוסס על מגנטים טורואידיים (דמויי כעך) במקום הסילונית הרגילה. ה"גלגלים הגדולים" מזהים חלקיקי מפתח המכונים מואונים.
5 ALICE
ניסוי מאיץ היונים הגדול (A Large Ion Collider Experiment) חוקר התנגשויות של יוני עופרת (Pb) היוצרות כדורי אש בראשיתיים הקרויים פלזמת קוורק-גלואון. הוא גם חוקר את התנגשויות הפרוטון-פרוטון כנקודת ייחוס.
הכינו את הדרכונים
פרויקט ה-LHC הוא בין-לאומי בכל מובן. מעורבים בו מדענים וקרנות מעשרות מדינות, ובכללן 20 מדינות אירופה החברות ב-CERN, שש מדינות משקיפות כגון ארה"ב, יפן ורוסיה, ומדינות נוספות כגון קנדה סין וישראל.
יותר מדי מידע
כשמתרחשות עד 20 התנגשויות בהפרשי זמן של 25 ננו-שניות במרכז כל גלאי, ה-LHC מייצר יותר נתונים מכדי שיהיה אפשר לשמור. מערכות המכונות מערכות מאורע מלקטות את השבריר הזעיר של הנתונים בעלי המאפיינים המבטיחים ומשליכות את השאר. סריג מחשבים עולמי (grid) מספק לאלפי חוקרים ברחבי העולם גישה לנתונים המאוחסנים ואת כוח העיבוד לשם ניתוחם.