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

U qanday ishlaydi
Eksperimental zarralar vakuumda deyarli teng bo'lgan sirt uchun tasavvur qilib bo'lmaydigan tezlikka erishish uchun ular asta-sekin tezlashadi va har safar o'z energiyasini oshiradi.
Birinchidan, chiziqli tezlatgichlar qo'rg'oshin ionlari va protonlarini AOK qiladi, keyinchalik ular bosqichma-bosqich tezlanishga duchor bo'ladi. Kuchaytirgich orqali zarralar proton sinxrotroniga kiradi va u erda 28 GeV zaryad oladi.
Keyingi bosqichda zarralar supersinxrotronga kiradi, bu erda ularning zaryadining energiyasi 450 GeV ga yetkaziladi. Bunday ko'rsatkichlarga erishgandan so'ng, zarralar ko'p kilometrlik asosiy halqaga tushadi, bu erda maxsus joylashgan to'qnashuv nuqtalarida detektorlar to'qnashuv momentini batafsil qayd etadi.
Barcha to'qnashuv jarayonlarini qayd eta oladigan detektorlarga qo'shimcha ravishda, tezlatgichdagi proton to'plamlarini cheklash uchun 1625 supero'tkazuvchi magnit ishlatiladi. Ularning umumiy uzunligi 22 kilometrdan oshadi. -271 ° C haroratni saqlab qolish uchun maxsus. Har bir bunday magnitning narxi bir million yevroga baholanmoqda.
Ilmiy-ommabop asarlar yozuvchisi Bill Brayson shunday yozadi: "Elementar zarralar fizikasida Koinot sir-asrorlarini o‘rganish juda oson: olimlar zarrachalarni bir-biri bilan to‘qnashishga majbur qilishadi va oqibatda nima yuz berishini kuzatishadi. Soddaroq quyidagicha o‘xshatish keltirish mumkin: ikkita odam bir-birga Shveysariyaning o‘ta aniq yuradigan mexanik soatlarini otib yuboradi. Soatlar albatta yerga tushib, yoki devorga urilib chil-chil bo‘ladi. Keyin ular soat parchalarini yig‘ib olib, aslida bu soatlar qanday ishlagan ekan? - deb qiziqib o‘tirishadi".
Jeneva yaqinidagi Yevropa Yadro Tadqiqotlari Instituti (CERN) tomonidan qurib ishga tushirilgan Katta adron kollayderi (Large Hadron Collider - LHC) mohiyatiga ko‘ra zarrachalarni eng yuksak energiya ko‘rsatkichlarigacha tezlatish imkonini beradigan, jahondagi eng katta tezlatkichdir. U o‘zaro qarama-qarshi kelib to‘qnashadigan protonlar oqimiga yuksak energiyali tezlanish beradigan qilib loyihalangan. Adron kollayderi deyilishiga sabab, ushbu tezlatkichda elementar zarralarning adronlar sinfiga mansub bo‘lgan va kuchli yadroviy o‘zaro ta'sirlarda ishtirok etadigan zarrachalar ustida tajribalar o‘tkaziladi. Ulkan quvvatli elektromagnit kuchlarning ta'siri ostida protonlar kollayder halqasi bo‘ylab, ichki vakuum kanalida shiddat bilan aylanadi. Aylanishlarning har birida protonlarning energiyasi borgan sari yana va yana ortib boradi. Katta adron kollayderi magnitlarida o‘ta o‘tkazgichlardan foydalaniladi. Ularni ishlatish jarayonida esa katta termodinamik amaliyot bajarish kerak bo‘ladi. Ya'ni o‘ta o‘tkazgich xossalaridan foydalanilganda favqulodda qizib ketishi tufayli magnitlarni suyuq geliy bilan to‘xtovsiz sovitib turiladi. o‘ta o‘tkazgich holatidagi materiallarda elektr qarshilik deyarli nolga tenglashadi.
Katta adron kollayder halqasi Fransiya va Shveysariya davlatlari chegarasida joylashgan bo‘lib, uning aylana uzunligi 27 km ni tashkil qiladi. Ushbu ulkan ilmiy qurilma Xiggs bozonini topish va o‘rganish maqsadlarida qurilgan. Xiggs bozoni fanda shuningdek "Tangri zarrachasi" deb ham yuritiladi. Yadro fizikasidan ma'lumki, aynan Xiggs bozoni bilan o‘zaro ta'sir orqali boshqa subatom zarrachalar massaga ega bo‘ladi. LHC da shuningdek supersimmetriya orqali bashorat qilinayotgan boshqa zarrachalar, masalan, oddiy zarrachalarning nisbatan og‘ir sheriklari, xususan, elektronlarning yo‘ldoshi - selektronlarni aniqlash ehtimoli ham katta. Bundan tashqari, olimlarning rejasiga ko‘ra, LHC vositasida bizga ma'lum uch fazoviy zamon-makon o‘lchamlaridan tashqari boshqa o‘lchamlarni ham ochilishi kutilmoqda. Nazariy qarashlarga ko‘ra, LHC vakuum halqasida ikki qarama-qarshi protonlar oqimining to‘qanshuvidan keyin, Ulkan Portlash orqali Koinot shakllangan sharoitga o‘xshash sharoit yuzaga kelar emish. LHC ishida ko‘plab mamlakatlardan yuzlab olimlar ishtirok etishmoqda. Ular yo‘nalishlarga ko‘ra bir necha ilmiy guruhlarga bo‘linishgan. To‘qnashuv natijalarini aniqlash va to‘qnashuv mahsulotlarini o‘rganish uchun olimlar maxsus detektorlardan foydalanishadi. LHC da ilk proton-proton to‘qnashuvi 2009-yilda amalga oshirilgan.
Katta adron kollayder ishlayotgan paytda 180 MVt energiya iste'mol qiladi. Uning tezlatkichida protonlar umumiy 14 TeV energiya bilan o‘zaro to‘qnashadi.
KAK faqat proton - proton to‘qnashishini o‘rganish bilangina cheklanib qolmasdan qo‘rg‘oshin kabi og‘ir ionlarning to‘qnashishini ham o‘rganish imkonini beradi va bu to‘qnashishlardagi energiya 1148 TeV gacha yetib boradi. KAKga tushguncha protonlar CERNda mavjud «tezlatgich komplekslari»da tayyorlanadi. 7 TeV energiyali protonlar aylana bo‘ylab harakatlanishi uchun KAK magnit induktsiyasi 8.36 Tesla li magnit maydonini hosil qila oladigan elektromagnitlarga ega bo‘lishi kerak. Buning uchun o‘ta o‘tkazuvchanlik hodisasidan foydalanishga to‘g‘ri keladi.
Bundan yuz yilcha muqaddam koinot cheksiz fazo, unda yulduzlar bir tekis taqsimlangan, degan tasavvur hukmronlik qilardi. O‘tgan asrning 20-yillarida amerikalik astronom Edvin Xabbl ko‘zga ko‘ringan barcha galaktikalar bizdan turli yo‘nalishlar bo‘yicha juda katta tezlik bilan uzoqlashayotganini aniqladi. Bu olam tuzilishi nazariyasini qayta qarab chiqishni taqozo etdi. Shu kashfiyot sabab bo‘lib butun koinot bundan 15-20 milliard yil oldin ro‘y bergan “katta portlash”ning natijasidir, degan xulosaga kelindi.
Uzoq yillar bu qat’iy nazariya sifatida qabul qilib kelindi. Keyinroq bunday nazariyani tasdiqlovchi dalillar ham topila boshlandi. Shulardan birinchisi NASA (AQSH kosmik tadqiqotlar markazi) sun’iy yo‘ldoshi — “Sove” uzoq kosmosning turli tomonlaridan kelayotgan fon nurlanishining haroratini aniqladi. Bunday nurlanish qadimda kuzatilgan “katta portlash”ning qoldiq nurlanishi ekani ma’lum bo‘lib, uning qiymati nazariy hisob-kitoblar orqali topilgan issiqlik qiymati bilan bir xil chiqdi. Ushbu dalil “katta portlash” ro‘y berganini tasdiqladi.
Shundan so‘ng, 90-yillarning oxirida olimlar Brukxeven (AQSH)dagi elementar zarrachalar tezlatgichida elektronlardan ozod qilingan oltin atomini yorug‘lik tezligining 99,9 qismiga qadar o‘zaro qarama-qarshi yo‘nalishda tezlatib, to‘qnashtirish orqali sun’iy «katta portlash»ni vujudga keltirmoqchi bo‘lishdi. Bunda “katta portlash”dan keyingi jarayonning dastlabki daqiqalaridagi holatini kuzatish maqsad qilingan edi. Bu ikki bosqichda — “Feniks” deb ataluvchi birinchi loyiha Kolumbiya universitetining professori Nagamiya rahbarligidagi 355 mutaxassisdan iborat jamoa tomonidan, “Star” nomli ikkinchi loyiha esa Berkli Lourens laboratoriyasidan Jon Xarris boshchiligidagi 350 nafar fizik tomonidan olib borilishi ko‘zlangandi. Biroq ko‘pchilik mutaxassislar bunday sinov jiddiy xavf ostida amalga oshirilishini e’tirof etishdi. Shunga qaramay, olimlar qayta o‘tkazilgan hisob-kitoblar natijasida reaktsiya jarayonida jiddiy xavf kutilmasligini ta’kidlab, sinovni o‘tkazishga qaror qildilar. Biroq o‘shanda kollayder quvvatining pastligi tufayli kutilgan natijani olishning imkoni bo‘lmadi.
Shu sababli KAKning 38000 tonna qurilmalari o‘ta past temperaturada ishlatiladi. Buning uchun bir necha tonna suyuq geliy va vodoroddan foydalaniladi. 1296 o‘ta o‘tkazuvchan elektromagnitlar va 2500 dan ortiq boshqa magnitlar KAKda nurlarning uchishini va to‘qnashishini ta'minlab turadi. Magnitlar og‘irligi yig‘indisi 1.9 million tonnani tashkil qiladi. Dastlab fiziklar kvarklar to‘g‘risidagi fikrga elementar zarrachalarning xususiyatlarini tahlil qilish borasida kelishgan. Adronlarning haddan tashqari ko‘pligi va leptonlarning kamligi fiziklarni o‘ylantirib qo‘ygan. Kvark gipotezasini ilgari surish, kvarklar turining soni leptonlar turining soniga teng bo‘lishi kerak, degan qoidaning shakllanishiga olib keldi.

Xulosa

Katta adron kollayder halqasi Fransiya va Shveysariya davlatlari chegarasida joylashgan bo‘lib, uning aylana uzunligi 27 km ni tashkil qiladi. Ushbu ulkan ilmiy qurilma Xiggs bozonini topish va o‘rganish maqsadlarida qurilgan. Xiggs bozoni fanda shuningdek "Tangri zarrachasi" deb ham yuritiladi. Yadro fizikasidan ma'lumki, aynan Xiggs bozoni bilan o‘zaro ta'sir orqali boshqa subatom zarrachalar massaga ega bo‘ladi. LHC da shuningdek supersimmetriya orqali bashorat qilinayotgan boshqa zarrachalar, masalan, oddiy zarrachalarning nisbatan og‘ir sheriklari, xususan, elektronlarning yo‘ldoshi - selektronlarni aniqlash ehtimoli ham katta. Bundan tashqari, olimlarning rejasiga ko‘ra, LHC vositasida bizga ma'lum uch fazoviy zamon-makon o‘lchamlaridan tashqari boshqa o‘lchamlarni ham ochilishi kutilmoqda. Nazariy qarashlarga ko‘ra, LHC vakuum halqasida ikki qarama-qarshi protonlar oqimining to‘qanshuvidan keyin, Ulkan Portlash orqali Koinot shakllangan sharoitga o‘xshash sharoit yuzaga kelar emish. LHC ishida ko‘plab mamlakatlardan yuzlab olimlar ishtirok etishmoqda. Ular yo‘nalishlarga ko‘ra bir necha ilmiy guruhlarga bo‘linishgan. To‘qnashuv natijalarini aniqlash va to‘qnashuv mahsulotlarini o‘rganish uchun olimlar maxsus detektorlardan foydalanishadi. LHC da ilk proton-proton to‘qnashuvi 2009-yilda amalga oshirilgan.

Katta adron kollayder ishlayotgan paytda 180 MVt energiya iste'mol qiladi. Uning tezlatkichida protonlar umumiy 14 TeV energiya bilan o‘zaro to‘qnashadi.

Foydalanilgan adabiyotlar

1.Aim uz

2.Arxiv uz

3.Ziyo net

http://fayllar.org