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

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

Условие.

9. Подготовьте сообщение об истории создания Большого адронного коллайдера, воспользовавшись возможностями Интернета.

Решение.

Решение 2.

Большой адронный коллайдер (БАК), расположенный в Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) на границе Швейцарии и Франции, является самым крупным и мощным ускорителем частиц в мире. Его история — это пример грандиозного международного сотрудничества и технологического прорыва.

Зарождение идеи и предшественники (1970-е – 1980-е годы)

Идея создания БАК возникла не на пустом месте. Его непосредственным предшественником был Большой электрон-позитронный коллайдер (LEP), который работал в том же 27-километровом подземном туннеле с 1989 по 2000 год. Эксперименты на LEP позволили с высокой точностью проверить многие положения Стандартной модели физики элементарных частиц, но для дальнейшего продвижения, в частности, для обнаружения предсказанного теорией бозона Хиггса, требовались значительно более высокие энергии.

Уже в конце 1970-х годов физики начали обсуждать возможность постройки в туннеле LEP протонного коллайдера. Официально же концепция будущего ускорителя начала формироваться на симпозиуме в Лозанне в 1984 году, где были определены научные цели и рассмотрены основные технологические аспекты проекта.

Проектирование, утверждение и международная кооперация (1990-е годы)

Проект Большого адронного коллайдера был официально утвержден Советом ЦЕРН в декабре 1994 года. Решение использовать существующую инфраструктуру, прежде всего туннель LEP, позволило сократить стоимость проекта примерно на четверть. С самого начала стало ясно, что столь амбициозный проект невозможно реализовать силами одних лишь стран-участниц ЦЕРН. БАК стал по-настоящему глобальным научным проектом, в котором приняли участие более 100 стран, включая значительный вклад от США, России, Японии, Канады и Индии. Это сотрудничество касалось не только финансирования, но и разработки и производства сложнейшего оборудования.

Ключевыми технологическими вызовами стали создание тысяч сверхпроводящих магнитов, способных удерживать пучки протонов на орбите, и их охлаждение до температуры 1,9 К (–271,25 °C) с помощью сверхтекучего гелия. Также требовалось спроектировать и построить четыре гигантских детектора (ATLAS, CMS, ALICE и LHCb) для регистрации результатов столкновений.

Строительство и монтаж (1998–2008 годы)

После остановки LEP в 2000 году начались масштабные работы по демонтажу старого ускорителя и подготовке туннеля к установке БАК. В это же время велось строительство огромных подземных каверн для детекторов. С 2003 по 2008 год проходил сложнейший этап монтажа оборудования. В туннель было спущено и установлено 1232 дипольных магнита длиной 15 метров каждый, сотни фокусирующих магнитов, криогенные системы и другое оборудование. Параллельно в подземных залах шла сборка детекторов, элементы которых изготавливались в лабораториях по всему миру.

Запуск, авария и новые старты (2008–2012 годы)

Первый пучок протонов был успешно проведен по всему кольцу коллайдера 10 сентября 2008 года. Это событие вызвало огромный резонанс в мире. Однако спустя всего девять дней, 19 сентября, произошла серьезная авария: из-за дефектного электрического контакта между двумя магнитами произошел пробой, приведший к выбросу в туннель около шести тонн жидкого гелия и повреждению более 50 магнитов. На ремонт, а также на создание усовершенствованной системы защиты ушло 14 месяцев.

Коллайдер был успешно перезапущен в ноябре 2009 года, а 30 марта 2010 года были проведены первые столкновения протонов на рекордной на тот момент энергии 7 ТэВ. Это положило начало первому этапу сбора данных (Run 1).

Главное открытие и дальнейшая работа

Кульминацией многолетних усилий стало объявление 4 июля 2012 года об открытии новой частицы со свойствами, соответствующими бозону Хиггса. Это открытие завершило экспериментальное подтверждение Стандартной модели и принесло Нобелевскую премию по физике за 2013 год теоретикам Франсуа Энглеру и Питеру Хиггсу, предсказавшим существование этой частицы почти за 50 лет до этого.

После этого БАК несколько раз останавливался на плановые модернизации для увеличения энергии столкновений (до 13,6 ТэВ) и светимости (количества столкновений в секунду). Сегодня коллайдер продолжает работать, позволяя ученым не только детально изучать свойства бозона Хиггса, но и искать ответы на другие фундаментальные вопросы, например, о природе темной материи и существовании новых физических явлений за пределами Стандартной модели.

Ответ: История создания Большого адронного коллайдера — это многодесятилетний путь от теоретической концепции (1980-е) к международному проектированию (1990-е), масштабному строительству (1998-2008) и, наконец, к эпохальным научным открытиям, важнейшим из которых стало обнаружение бозона Хиггса в 2012 году. Проект является ярчайшим примером успешного глобального научного и инженерного сотрудничества для решения фундаментальных задач по познанию Вселенной.