Katta adron kollayderi va uning ishlash prinsipi Bajardi: usarova go’zal 11b 22kt Tekshirdi: irkabayev d u

Katta adron kollayderi va uning ishlash prinsipi

katta adron kollayderi va uning ishlash prinsipi

Bajardi: usarova go’zal 11b 22kt

Tekshirdi: irkabayev d.u.

REJA:

• 
  1. Katta adron kollayderi 
  
• 
  2. Katta adron kollayderining ishlash prinsipi
  
• 
  3. Katta adron kollayderi halqasi joylashgan o’rni
  

Katta adron kollayderi yoki Katta adron toʻqnashtiruvchisi (ing. "Large Hadron Collider", LHC) - zaryadlangan zarralarni tezlatuvchi majmua. Fransiya va Shveysariya chegarasida, yer sathidan 175 m pastda joylashgan. Aylana shaklida qurilgan tunneli uzunligi 27 km. Dunyodagi eng katta va quvvatli zarracha tezlatkichidir.
Kollayderni qurishdan asosiy maqsad Higgs bozoni mavjud yoki emasligini aniqlashdir. Asosiy tajriba bunday oʻtkaziladi: har birining energiyasi 7 TeV boʻlgan protonlar yoki 574 TeV boʻlgan qoʻrgʻoshin yadrolari yorugʻlik tezligining 99.9999991%ida qarama-qarshi tomondan uchirilib, toʻqnashtiriladi. Toʻqnashuv natijasida ajralib chiqqan zarrachalar qayd etiladi va ular orasidan Higgs bozoni xususiyatlariga ega boʻlgani qidiriladi. Higgs bozoni mavjudligi hozirgi Standart Model nazariyasini toʻliq tasdiqlashi kerak (Standart Model gipoteza emas, zero boshqa tajribalar uning katta qismi toʻgʻriligini isbotlagan). Aks holda massaning qayerdan paydo boʻlishi haqida yangi faraz qurib, Standart Modelga oʻzgartirish kiritishga toʻgʻri keladi.
Umumiy qiymati taxminan € 3,2-6,4 milliard[1] boʻlgan bu loyihada 100 dan ortiq mamlakat olimlari, jumladan Oʻzbekiston fiziklari ham qatnashishadi
Jeneva yaqinida, 27 kilometrlik (26 659 m) dumaloq beton tunnelda protonlarni tarqatish uchun o'ta o'tkazuvchan magnitlar halqasi yaratilgan. Taxminlarga ko'ra, tezlatgich nafaqat materiyaning mikro tuzilishi sirlariga kirib borishga yordam beradi, balki materiyaning tubida yangi energiya manbalari haqidagi savolga javob izlashda oldinga siljish imkonini beradi.
Shu maqsadda tezlatkichning o'zi (qiymati 2 milliard dollardan ortiq) qurilishi bilan bir vaqtda to'rtta zarracha detektori yaratildi. Ulardan ikkitasi katta universal (CMS va ATLAS) va ikkitasi ko'proq ixtisoslashgan. Detektorlarning umumiy qiymati ham 2 milliard dollarga yaqinlashmoqda. Har bir yirik CMS va ATLAS loyihalarida 50 ta davlatdan 150 dan ortiq muassasalar, jumladan, Rossiya va Belarusiya ham ishtirok etdi.
Fizika fani oltin davr ichida 2008 yilning 10 sentyabr kuni Toshkent vaqti bilan 12.30 da «Yevronyus» telekanali orqali Shvetsariya va Frantsiya chegarasida 10 milliard dollar sarf-xarajat asosida bunyod etilgan misli ko‘rilmagan darajada katta quvvati bo‘lgan elementar zarrachalar tezlatgichi - Katta adron kollayderi (KAK) ishga tushirilishi to‘g‘ridanto‘g‘ri efirga uzatildi. KAK fizikaning oltin davrini ochib berishiga hamda olamning barpo bo‘lishi borasidagi ko‘pgina jumboqlarni yechishiga katta umid bog‘langan. Shu bilan bir qatorda kollayder atrofida turli-tuman gap-so‘zlar ham yuribdi. Masalan, tezlatgichda qora o‘ra paydo bo‘lishi mumkinligi va u KAKni xarob qilib, so‘ngra Frantsiya hamda Shveytsariyani yutib yuborishi haqida ba'zi olimlar fikr bildirmoqda.
Katta adron kollayder (Large Hadron Collider - KAK) dunyodagi eng katta Yevropa yadro fizikasi laboratoriyasi - CERN (Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire)da qurildi. Bu qurilma elementar zarrachalarning tezlatgichi bo‘lib, u elementar zarrachalarning o‘zaro ta'sirini o‘rganish uchun insoniyat tomonidan barpo qilingan tarixdagi eng katta qurilmadir. KAK CERNdagi Katta elektronpozitron kollayderi (Large Electpon Positron (LEP sollider)ning o‘rnini olib o‘rtacha 100 metr chuqurlikdagi uzunligi 27 km. bo‘lgan tunnelda joylashgan. U protonlarning 7 Tev (Terra elektronvolt) energiyagacha 2 dastasini bir-biriga qarama-qarshi yo‘nalishda jadallashtirish va so‘ngra ularni bir-biri bilan to‘qnashtirish imkonini beradi. Protonlar to‘qnashganda energiyasi 14 TeV ni (1TeV=1012 eV) tashkil etadi. Energiya shkalasi elektronvolt bo‘laklaridan toki termodiapazonlargacha ortib borar ekan, biz bu jarayonda borgan sari o‘zimizga tanish bo‘lgan olamdan uzoqlashib boramiz va butunlay boshqa bilimlar qamroviga tushib qolamiz.
Bular qattiq jism kimyosi va elektronikasi doirasi (eV lar va uning bo‘laklari), yadroviy reaktsiyalar (million eVlar) va o‘tgan asrning ikkinchi yarmida olimlar o‘rgangan milliard eV li diapazonlardir. Elektromagnitlarni tashkil qilgan o‘tkazgichlarda o‘ta o‘tkazuvchanlik hodisasi vujudga kelishi uchun esa ularni o‘ta past temperaturalarda ushlab turish kerak.
Hadron kollayderi tezlatgichi qanday ishlaydi? Kollayder to'qnashuv nurlarida ishlaydigan eng katta proton tezlatgichidir. Tezlanish natijasida nurlarning har biri laboratoriya tizimida 7 teraelektron-volt (TeV), ya'ni 7x1012 elektron-volt energiyaga ega bo'ladi. Protonlar to'qnashganda ko'plab yangi zarralar hosil bo'ladi, ular detektorlar tomonidan qayd etiladi. Ikkilamchi zarrachalarni tahlil qilgandan so'ng, olingan ma'lumotlar mikrodunyo fizikasi va astrofizikasi bilan shug'ullanadigan olimlarni qiziqtirgan asosiy savollarga javob berishga yordam beradi. Asosiy savollar orasida Xiggs bozonini eksperimental aniqlash kiradi.
Elementar zarrachalarning standart, klassik modeli deb ataladigan asosiy komponentlardan biri bo'lgan gipotetik zarracha - Xiggs bozoni "mashhur" bo'ldi. 1964 yilda uning mavjudligini bashorat qilgan ingliz nazariyotchisi Piter Xiggs nomi bilan atalgan. Xiggs bozonlari Xiggs maydonining kvantlari bo'lib, fizikaning asosiy savollariga tegishli deb hisoblanadi. Xususan - elementar zarrachalar massalarining kelib chiqishi kontseptsiyasiga.
2012 yil 2-4 iyul kunlari kollayderda o'tkazilgan bir qator tajribalar Xiggs bozoni bilan bog'lanishi mumkin bo'lgan ma'lum bir zarrachani aniqladi. Bundan tashqari, ma'lumotlar ATLAS tizimi va CMS tizimi tomonidan o'lchanganida tasdiqlangan. Mashhur Xiggs bozoni haqiqatan ham topilganmi yoki u boshqa zarrachami, hozirgacha muhokama qilinmoqda. Gap shundaki, aniqlangan bozon ilgari qayd etilganlarning eng og'iridir. Asosiy savolni hal qilish uchun dunyoning etakchi fiziklari taklif qilindi: Jerald Guralnik, Karl Xagen, Fransua Engler va Piter Xiggsning o'zi, ular 1964 yilda uning nomi bilan atalgan bozonning mavjudligini nazariy asoslab bergan. Ma'lumotlar to'plamini tahlil qilgandan so'ng, tadqiqot ishtirokchilari Xiggs bozoni haqiqatan ham topilganiga ishonishadi.
Ko'pgina fiziklar Xiggs bozonini o'rganish odamlarni "Yangi fizika" deb ataladigan narsa haqida gapirishga majbur qiladigan "anomaliyalarni" aniqlashga umid qilishgan. Biroq, 2014 yil oxiriga kelib, LHCda o'tkazilgan tajribalar natijasida oldingi uch yil davomida to'plangan deyarli barcha ma'lumotlar to'plami qayta ishlandi va hech qanday qiziqarli og'ishlar (ba'zi holatlar bundan mustasno) aniqlanmadi. Darhaqiqat, mashhur Xiggs bozonining ikki fotonli parchalanishi tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, "juda standart" ekanligi ma'lum bo'ldi. Biroq, 2015 yilning bahoriga rejalashtirilgan tajribalar ilm-fan olamini yangi kashfiyotlar bilan ajablantirishi mumkin.
Xiggs bozonini izlash gigant loyiha uchun o'z-o'zidan tugaydigan narsa emas. Olimlar uchun koinot mavjudligining dastlabki bosqichida tabiatning yagona o'zaro ta'siri to'g'risida hukm chiqarishga imkon beradigan zarrachalarning yangi turlarini izlash ham muhimdir. Endi olimlar tabiatning to'rtta asosiy o'zaro ta'sirini ajratib ko'rsatishadi: kuchli, elektromagnit, zaif va tortishish. Nazariya shuni ko'rsatadiki, koinotning dastlabki bosqichida bitta o'zaro ta'sir bo'lgan bo'lishi mumkin. Agar yangi zarrachalar topilsa, bu versiya tasdiqlanadi.
Fiziklarni zarracha massasining sirli kelib chiqishi ham xavotirga solmoqda. Nima uchun zarrachalar umuman massaga ega? Va nima uchun ularda bunday massa bor, boshqalari emas? Yo'lda, bu erda biz doimo formulani nazarda tutamiz E=mc². Har qanday moddiy ob'ekt energiyaga ega. Savol - uni qanday chiqarish kerak. Maksimal samaradorlikka ega bo'lgan moddadan uni chiqarishga imkon beradigan texnologiyalarni qanday yaratish mumkin? Bugungi kunda bu asosiy energiya muammosi.
Boshqacha qilib aytganda, “Katta adron kollayderi” loyihasi olimlarga fundamental savollarga javob topishga va mikrodunyo va shu tariqa koinotning kelib chiqishi va rivojlanishi haqidagi bilimlarni kengaytirishga yordam beradi.
Elementar zarrachalarning o'zaro ta'siri turli yo'llar bilan tasvirlangan. Nisbiylik nazariyasi kvant maydon nazariyasiga zid keladi. Elementar zarrachalar tuzilishiga yagona yondashuvni topishda etishmayotgan bo'g'in kvant tortishish nazariyasini yaratishning mumkin emasligidir. Shuning uchun sizga yuqori quvvatli Adron Collider kerak.
Zarrachalar to'qnashuvidagi umumiy energiya 14 teraelektronvoltni tashkil etadi, bu esa qurilmani bugungi kunda dunyodagi barcha mavjudlaridan ancha kuchli tezlatgichga aylantiradi. Ilgari texnik sabablarga ko'ra imkonsiz bo'lgan tajribalarni o'tkazgandan so'ng, ehtimollik darajasi yuqori bo'lgan olimlar mikrodunyoning mavjud nazariyalarini hujjatli tasdiqlash yoki rad etishlari mumkin.
Qo'rg'oshin yadrolarining to'qnashuvida hosil bo'lgan kvark-glyuon plazmasini o'rganish yadro fizikasi va yulduzlar fazosini tubdan o'zgartirishga qodir bo'lgan kuchli o'zaro ta'sirlarning yanada mukammal nazariyasini yaratishga imkon beradi.