Хэдэн жилийн өмнө Адрон Коллайдер ашиглалтад ормогц дэлхийн төгсгөл ирнэ гэж таамаглаж байсан. Швейцарийн CERN-д баригдсан энэхүү асар том протон ба ионы хурдасгуур нь дэлхийн хамгийн том туршилтын байгууламж гэдгээрээ зүй ёсоор тооцогддог. Үүнийг дэлхийн олон орны хэдэн арван мянган эрдэмтэд барьсан. Үүнийг үнэхээр олон улсын байгууллага гэж хэлж болно. Гэсэн хэдий ч хурдасгуур дахь протоны хурдыг тодорхойлохын тулд бүх зүйл шал өөр түвшинд эхэлсэн. Энэ бол ийм хурдасгууруудын үүссэн түүх, хөгжлийн үе шатуудын тухай бөгөөд доор хэлэлцэх болно.
Эхлэл түүх
Альфа бөөмс байгааг илрүүлж, атомын цөмийг шууд судалж эхэлсний дараа хүмүүс түүн дээр туршилт хийхийг оролдож эхэлсэн. Технологийн түвшин харьцангуй доогуур байсан тул эхэндээ энд протоны хурдасгуурын тухай огт яриагүй. Хурдасгагч технологийг бий болгох жинхэнэ эрин үе дөнгөж эхэлжээӨнгөрсөн зууны 30-аад он, эрдэмтэд бөөмийн хурдатгалын схемийг зориудаар боловсруулж эхэлсэн. Их Британийн хоёр эрдэмтэн 1932 онд анх удаа тогтмол гүйдлийн тусгай гүйдлийн үүсгүүр зохион бүтээсэн нь бусад хүмүүст цөмийн физикийн эрин үеийг эхлүүлэх боломжийг олгосон нь практикт боломжтой болсон.
Циклотроны гадаад төрх
Циклотрон, тухайлбал анхны протоны хурдасгуурын нэр нь 1929 онд эрдэмтэн Эрнест Лоуренсийн санаа болгон гарч ирсэн боловч тэрээр зөвхөн 1931 онд л зохион бүтээж чадсан юм. Гайхалтай нь, анхны дээж нь хангалттай жижиг, ердөө арав орчим см диаметртэй байсан тул протоныг бага зэрэг хурдасгах боломжтой байв. Түүний хурдасгуурын бүх үзэл баримтлал нь цахилгаан биш харин соронзон орон ашиглах явдал байв. Ийм төлөвт байгаа протоны хурдасгуур нь эерэг цэнэгтэй бөөмсийг шууд хурдасгахад чиглээгүй, харин тэдний зам мөрийг муруйж, битүү төлөвт тойрог хэлбэрээр нисдэг байсан.
Энэ нь дотор нь протонууд эргэлддэг хоёр хөндий хагас дискээс бүрдсэн циклотрон бүтээх боломжийг олгосон юм. Бусад бүх циклотронууд энэ онол дээр суурилж байсан боловч илүү их хүч авахын тулд тэд улам бүр эвгүй болсон. 40-өөд он гэхэд ийм протоны хурдасгуурын стандарт хэмжээ нь барилга байгууламжтай тэнцэж эхэлсэн.
Циклотрон зохион бүтээснийхээ төлөө Лоуренс 1939 онд Физикийн чиглэлээр Нобелийн шагнал хүртжээ.
Синхрофазотрон
Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд протоны хурдасгуурыг илүү хүчтэй болгохыг оролдсоноорАсуудлууд. Ихэнхдээ тэдгээр нь зөвхөн техникийн шинж чанартай байдаг, учир нь үүссэн орчинд тавигдах шаардлага нь маш өндөр байсан ч зарим талаараа тэдгээр нь тоосонцор нь тэднээс хүссэн хэмжээгээр хурдасдаггүйтэй холбоотой байв. 1944 онд шинэ нээлтийг автомат фазын зарчмыг гаргасан Владимир Векслер хийсэн. Хачирхалтай нь Америкийн эрдэмтэн Эдвин Макмиллан жилийн дараа мөн ийм зүйл хийсэн. Тэд цахилгаан талбарыг бөөмсөнд нөлөөлж, шаардлагатай бол тэдгээрийг тохируулах эсвэл эсрэгээр удаашруулахыг санал болгов. Энэ нь бөөмсийн хөдөлгөөнийг бүдгэрсэн масс биш харин нэг баглаа хэлбэрээр хадгалах боломжтой болгосон. Ийм хурдасгуурыг синхрофазотрон гэж нэрлэдэг.
Клайдер
Хурдасгуур нь протоныг кинетик энерги болгон хурдасгахын тулд бүр илүү хүчирхэг бүтэц шаардлагатай болж эхэлсэн. Эсрэг чиглэлд эргэлдэх хоёр бөөмийн цацрагийг ашиглан ажилладаг мөргөлдөөгчид ингэж төрсөн юм. Тэгээд бие биен рүүгээ байрлуулсан тул бөөмс мөргөлдөх болно. Энэ санааг анх 1943 онд физикч Рольф Видерое гаргасан боловч 60-аад он хүртэл энэ үйл явцыг хэрэгжүүлэх шинэ технологи гарч ирэх хүртэл үүнийг хөгжүүлэх боломжгүй байв. Энэ нь мөргөлдөөний үр дүнд гарч ирэх шинэ хэсгүүдийн тоог нэмэгдүүлэх боломжтой болсон.
Дараагийн жилүүдийн бүх бүтээн байгуулалт нь 2008 онд том адрон коллайдер хэмээх асар том байгууламжийг барихад шууд хүргэсэн бөгөөд бүтэц нь 27 километрийн урттай цагираг юм. Тийм гэж үздэгТүүнд хийсэн туршилтууд нь манай ертөнц хэрхэн үүссэн, түүний гүн бүтцийг ойлгоход тусална.
Том адрон коллайдерын хөөргөлт
Энэ коллайдерыг ашиглалтад оруулах анхны оролдлогыг 2008 оны 9-р сард хийсэн. 9-р сарын 10-ны өдрийг албан ёсоор эхлүүлсэн өдөр гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч хэд хэдэн амжилттай туршилтын дараа осол гарсан - 9 хоногийн дараа амжилтгүй болсон тул засвар хийхээр хаахаас өөр аргагүй болсон.
Шинэ туршилтууд зөвхөн 2009 онд эхэлсэн боловч 2014 он хүртэл цаашид эвдрэл гарахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд уг байгууламж маш бага эрчим хүчээр ажиллаж байсан. Яг энэ үед Хиггсийн бозоныг нээсэн бөгөөд энэ нь шинжлэх ухааны хүрээнийхэнд хүчтэй түлхэц болсон юм.
Одоогоор хүнд ион ба хөнгөн цөмийн чиглэлээр бараг бүх судалгаа хийгдэж байгаа бөгөөд үүний дараа LHC 2021 он хүртэл шинэчлэл хийхээр дахин хаагдана. Ойролцоогоор 2034 он хүртэл ажиллах боломжтой гэж үзэж байгаа бөгөөд үүний дараа цаашдын судалгаанд шинэ хурдасгуур бий болгох шаардлагатай болно.
Өнөөдрийн зураг
Одоогийн байдлаар хурдасгууруудын дизайны хязгаар дээд цэгтээ хүрсэн тул анагаах ухаанд одоо ашиглагдаж байгаа шугаман протоны хурдасгуурыг бүтээх цорын ганц сонголт боловч хамаагүй илүү хүчтэй. CERN төхөөрөмжийн бяцхан хувилбарыг дахин бүтээхийг оролдсон боловч энэ тал дээр мэдэгдэхүйц ахиц дэвшил гараагүй. Шугаман коллайдерын энэ загварыг өдөөн хатгахын тулд LHC-тэй шууд холбохоор төлөвлөж байнапротоны нягт ба эрчим, дараа нь шууд коллайдер руу чиглэнэ.
Дүгнэлт
Цөмийн физик бий болсноор бөөмийн хурдасгуурын хөгжлийн эрин үе эхэлсэн. Тэд олон үе шатыг туулсан бөгөөд тус бүр нь олон нээлтийг авчирсан. Том адрон коллайдерыг амьдралдаа хэзээ ч сонсож байгаагүй хүнийг одоо олох боломжгүй. Түүнийг ном, кинонд дурдсан байдаг - түүнийг дэлхийн бүх нууцыг илчлэх эсвэл зүгээр л дуусгахад тусална гэж таамаглаж байсан. CERN-ийн бүх туршилтууд юунд хүргэх нь тодорхойгүй байгаа ч хурдасгуур ашигласнаар эрдэмтэд олон асуултад хариулж чадсан.
