Номер 10, страница 9 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава I. Строение веществ. Параграф 1. Основные сведения о строении атома. Используйте дополнительную информацию - номер 10, страница 9.

Условие.

10. Подготовьте сообщение по теме «БАК: история создания и перспективы открытий», используя возможности Интернета.

Решение.

Решение 2.

Большой адронный коллайдер (БАК) — это самая крупная и мощная в мире установка для ускорения частиц, построенная Европейской организацией по ядерным исследованиям (ЦЕРН) на границе Швейцарии и Франции, недалеко от Женевы. Этот гигантский научный инструмент предназначен для столкновения пучков протонов или тяжелых ионов, разогнанных до энергий, близких к скорости света, с целью изучения фундаментальных законов природы.

История создания

Идея создания протон-протонного коллайдера в ЦЕРН возникла еще в начале 1980-х годов. Проект должен был прийти на смену Большому электрон-позитронному коллайдеру (LEP), который работал в том же 27-километровом подземном туннеле на глубине около 100 метров. Официальное утверждение проекта БАК состоялось в декабре 1994 года.

Строительство коллайдера было колоссальной международной задачей, в которой приняли участие тысячи ученых и инженеров из сотен институтов и десятков стран. Основные строительные работы велись с 1998 по 2008 год. Они включали в себя установку тысяч сверхпроводящих магнитов, которые должны были удерживать частицы на круговой орбите. Эти магниты охлаждаются до температуры $1.9 \text{ К}$ ($-271.25^\circ \text{C}$), что холоднее, чем в открытом космосе, для достижения состояния сверхпроводимости.

Первый пучок протонов был успешно проведен по всему кольцу коллайдера 10 сентября 2008 года. После первоначальных трудностей и последующего ремонта, первые столкновения протонов на высокой энергии ($7 \text{ ТэВ}$) произошли 30 марта 2010 года. С тех пор БАК прошел несколько этапов модернизации, достигнув энергии столкновений в $13.6 \text{ ТэВ}$.

Перспективы открытий

Главным триумфом БАК на сегодняшний день является открытие бозона Хиггса, о котором было объявлено 4 июля 2012 года. Это открытие завершило экспериментальное подтверждение Стандартной модели физики элементарных частиц — теории, описывающей фундаментальные частицы и их взаимодействия. Бозон Хиггса отвечает за механизм, благодаря которому частицы приобретают массу.

Однако работа коллайдера далека от завершения. Существует множество загадок Вселенной, на которые Стандартная модель не дает ответа. Поиски ответов на эти вопросы и определяют перспективы будущих открытий на БАК:

• Точное изучение бозона Хиггса: Ученые продолжают детально измерять свойства бозона Хиггса. Любое, даже малейшее, отклонение его поведения от предсказаний Стандартной модели станет прямым указанием на существование "Новой физики".

• Темная материя: На ее долю приходится около 27% массы-энергии Вселенной, но ее природа неизвестна. На БАК ведутся поиски гипотетических частиц, которые могли бы быть составляющими темной материи, например, частиц, предсказываемых теорией суперсимметрии (SUSY). Их можно было бы обнаружить по "недостающей" энергии в детекторах после столкновений.

• Суперсимметрия (SUSY): Эта теория предполагает, что у каждой известной частицы есть более тяжелый "суперпартнер". Суперсимметрия могла бы решить ряд проблем Стандартной модели, но пока никаких экспериментальных подтверждений ее существования на БАК не найдено.

• Асимметрия материи и антиматерии: Почему наблюдаемая Вселенная состоит почти исключительно из материи, хотя при Большом взрыве должно было образоваться равное количество материи и антиматерии? Эксперимент LHCb на коллайдере изучает тонкие различия в свойствах и распадах частиц и античастиц, чтобы найти ключ к этой загадке.

• Кварк-глюонная плазма: Сталкивая ионы свинца, БАК воссоздает на микроскопическом уровне состояние вещества, существовавшее в первые мгновения после Большого взрыва. Изучение этой "первобытной" плазмы помогает лучше понять сильное ядерное взаимодействие, которое удерживает кварки внутри протонов и нейтронов.

В настоящее время коллайдер проходит модернизацию до версии с высокой светимостью (High-Luminosity LHC, HL-LHC). Этот проект позволит увеличить количество столкновений частиц в 5-10 раз. Благодаря этому ученые смогут проводить еще более точные измерения и повысят шансы на наблюдение очень редких явлений, которые могут открыть дверь в новую, еще неизведанную физику за пределами Стандартной модели.

Ответ: Сообщение по теме «БАК: история создания и перспективы открытий» подготовлено.