Vai Pasaules Lielākais Atomu Viltotājs Var Atrisināt Visdziļākās Mistērijas?

{h1}

Lielais hadronu sadursme spēj atrisināt dažus visuma dziļākos noslēpumus, ieskaitot to, kas ir tumšā matērija un tumšā enerģija, un kā radās visums.

Dons Linkolns ir vecākais zinātnieks ASV Enerģētikas departamenta Fermilab, Amerikas lielākajā Large Hadron Collider pētniecības iestādē. Viņš arī raksta par zinātni sabiedrībai, tostarp "Lielais hadronu sadursme: Higsa Bosona ārkārtas stāsts un citas lietas, kas ienesīs tavu prātu"(Johns Hopkins University Press, 2014). Jūs varat viņam sekotFacebook. Linkolns pievienoja šo rakstu WordsSideKick.com's Ekspertu balsis: op-ed un atziņas.

Dziļi zem Šveices un Francijas valstu vidus pamostas milzis. Nē, tas nav šīs vasaras jaunākās filmas “Busiņš” sākums. Atmoda ir ļoti reāla, ja varbūt mazliet metaforiska.

Lielais hadronu sadurējs (LHC), kas atrodas CERN (Eiropas Kodolpētījumu organizācijas) laboratorijā tieši ārpus Ženēvas, ir milzīgs daļiņu paātrinātājs. Tā ir lielākā zinātnes bāze, ko jebkad uzbūvējusi cilvēce, un tās apkārtmērs ir lielāks par 27 jūdzēm. Pēc aptuveni pusgada slēgšanas tas maijā atsāka darbību ar ievērojami uzlabotām iespējām. [Fotoattēli: pasaules lielākais atomu sadauzītājs (LHC)]

LHC ir visslavenākais ar saviem mērījumiem, kuru rezultātā 2012. gadā tika atklātas Higsa bozona daļiņas, kas ir pēdējais trūkstošais daļiņu fizikas standarta modeļa gabals. Higsa bozons kopā ar saistīto Higsa lauku ir visu subatomisko pamatdaļiņu masas izcelsme. Tās atklājums bija zinātnisks triumfs, kura sasniegšanai bija vajadzīgs gandrīz pusgadsimts. Patiešām, pēc tā atklāšanas 2013. gadā divi zinātnieki, kuri paredzēja Higsa bozona eksistenci, ieguva Nobela prēmiju fizikā.

Bet kāpēc ar šādiem panākumiem zem jostas joprojām darbojas LHC?

Higsa bozona meklēšana nebija vienīgais iemesls, kāpēc šī iekārta tika uzcelta. Plašāk runājot, LHC tika izveidots dziļu zinātnisku jautājumu izpētei. Piemēram, kāpēc dabas likumi ir tādi, kādi tie ir? Kā radās Visums? Un vai visumam ir jābūt tādam, kāds tas ir?

Šie nav jauni jautājumi. Galu galā mēs atrodam uzmundrinājumus par šiem pašiem jautājumiem dažos mūsu senākajos rakstos, vai tas būtu Bībelē (piem., Eklēsija 12:13) vai Hindu Katha Upanišadā. Tomēr pagājušajā gadsimtā mainījās tas, ka zinātniskā metode tagad var galīgi atbildēt uz dažiem jautājumiem.

Standarta modelis ir nosaukums mūsdienu izpratnei par matēriju. Izmantojot divas subatomisko daļiņu klases (sauktas par kvarkiem un leptoniem) un trīs subatomiskos spēkus (spēcīgs spēks, vājš spēks un elektromagnētiskais spēks), zinātnieki var izmantot standarta modeli, lai kopā atainotu lielās kosmosa gobelēnu skaidrojumu.

Bet standarta modelis neatbild uz visu. Piemēram, mēs nezinām atbildes uz vienkāršiem jautājumiem, piemēram, kāpēc ir divas subatomisko daļiņu klases un kāpēc ir trīs spēki? Vai ir kāds dziļāks un fundamentālāks princips, kas šos gabalus apvieno?

Vēl plašākā līmenī zinātnieki tagad ir diezgan pārliecināti, ka visa matērija uz Zemes (ieskaitot to, kas veido jūs un mani) veido tikai 5 procentus no Visuma matērijas un enerģijas. Tiek uzskatīts, ka atlikušais sastāv no divām ierosinātajām vielām, kuras sauc par tumšo vielu un tumšo enerģiju. Šķiet, ka tumšā matērija izjūt tikai gravitācijas spēku un, šķiet, veido apmēram 25 procentus no Visuma masas. Atlikušie 70 procenti Visuma masas ir tumšā enerģija, caurstrāvojoša enerģija visā Visumā, kas izraisa Visuma izplešanās paātrināšanos.

Pat ja mēs tieši neredzam tumšo matēriju, mēs redzam tās efektu, jo galaktikas rotē ātrāk, nekā var izskaidrot, ņemot vērā gravitācijas likumus un novēroto matēriju. Pierādījumi par tumšo enerģiju ir neskaidrāki, taču joprojām pārliecinoši. Visuma paplašināšanās paātrinās. Parastā gravitācija saka, ka tai vajadzētu palēnināties, un ir nepieciešams atgrūdošs gravitācijas veids, lai izskaidrotu paātrinošo izplešanos. Šīs atgrūdošās gravitācijas nosaukums ir tumšā enerģija. Par tumšās enerģijas raksturu vēl ir daudz ko uzzināt. [18 lielākie neatrisinātie noslēpumi fizikā]

Nākotnē LHC, iespējams, varētu padarīt tumšo vielu laboratorijā. LHC paātrina divus protonu starus līdz nepieredzētām enerģijām un sadala tos kopā. Izmantojot Alberta Einšteina slaveno vienādojumu, kas parāda, ka enerģija ir masa, E = mc ^ 2, zinātnieki cer milzīgo enerģijas daudzumu, kas izdalās sadursmju laikā, pārveidot matērijā - tumšajā matērijā, tas ir.

LHC var arī no jauna radīt apstākļus, kādi bija Visumā neilgi pēc Lielā sprādziena. Kad protonu stari saduras, temperatūra sadursmes iekšpusē izšauj līdz pat 100 000 reižu karstāka nekā saules centrs, radot apstākļus mazāk nekā triljonu sekundes pēc Visuma sākuma. Būtībā LHC ļāva fiziķiem izveidot Lielo sprādzienu laboratorijā, lai labāk izprastu Visuma noteikumus, kas mums vispār ļauj pastāvēt.

Pat plašāk runājot, LHC ir intelektuālās izpētes instruments. Tas rada apstākļus, kādus cilvēce vēl nekad nav redzējusi. Mani kolēģi un es jau esam ieguvuši datus no iepriekšējiem mašīnas darbiem. Tagad mums atliek tikai izpētīt šos datus, cerot uz atklājumiem un pārsteigumiem, kas darīs zināmus vēl dažus dabas noslēpumus.

Būtībā, kaut arī LHC līdz šim ir bijis pārsteidzošs panākums - tas ir radījis vairāk nekā 1000 zinātnisko darbu, tas patiešām ir tikai darba sākums. Līdz 2018. gada beigām tas būs piegādājis tikai apmēram 3 procentus datu, ko paredzēts sagaidīt visā tā darbības laikā.

Mēs nevaram zināt, kādi atklājumi atrodas mūsu priekšā. Galu galā, ja mēs zinātu, kāda būs atbilde, to nevarētu saukt par pētījumu. Bet mēs varam būt pilnīgi pārliecināti, ka ceļojums būs aizraujošs, un mēs varam cerēt, ka šis pārsteidzošais zinātniskais darbs, ko veikuši zinātnieki no visas pasaules, atklās atbildes uz dažiem visuma dziļākajiem noslēpumiem. Un, atkāpjoties un atceroties galu galā izvirzīto mērķi un pietiekami dziļi izrakušies, mēs beidzot izdomāsim, kāpēc vispār kaut kas eksistē.

Sekojiet visiem ekspertu balsu jautājumiem un debatēm - un kļūstiet par diskusijas daļu - Facebook, Twitter un Google+. Paustie uzskati ir autora viedokļi, un tie ne vienmēr atspoguļo izdevēja uzskatus. Šī raksta versija sākotnēji tika publicēta vietnē WordsSideKick.com.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Oglekļa Nanocaurules Nodrošina Ļoti Energoefektīvu Skaitļošanu
Oglekļa Nanocaurules Nodrošina Ļoti Energoefektīvu Skaitļošanu

Ernsts Mairs
Ernsts Mairs

Zinātne Ziņas


7 Veidi, Kā Apkrāpt Paģiras
7 Veidi, Kā Apkrāpt Paģiras

Kāpēc Tourette'S Liek Cilvēkiem Nekontrolējami Kuriozēt?
Kāpēc Tourette'S Liek Cilvēkiem Nekontrolējami Kuriozēt?

Jaunatklāts Ozolzīļu Tārps Nosaukts Pēc Yoda
Jaunatklāts Ozolzīļu Tārps Nosaukts Pēc Yoda

Daudzi Cilvēku Vīrusi, Iespējams, Ir Nolēkuši No Sikspārņiem
Daudzi Cilvēku Vīrusi, Iespējams, Ir Nolēkuši No Sikspārņiem

Agrīnā Dzīvnieku Dzīve Eksplodēja Uz Zemes Pat Agrāk, Nekā Reiz Bija Domāts
Agrīnā Dzīvnieku Dzīve Eksplodēja Uz Zemes Pat Agrāk, Nekā Reiz Bija Domāts


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com