Bir neçə il əvvəl Adron Kollayderi işə düşən kimi dünyanın sonunun gələcəyi proqnozlaşdırılırdı. İsveçrənin CERN-də qurulan bu nəhəng proton və ion sürətləndiricisi haqlı olaraq dünyanın ən böyük eksperimental obyekti kimi tanınır. Dünyanın bir çox ölkəsindən on minlərlə alim tərəfindən inşa edilmişdir. Onu həqiqətən də beynəlxalq qurum adlandırmaq olar. Ancaq hər şey, ilk növbədə, sürətləndiricidəki protonun sürətini təyin edə bilmək üçün tamamilə fərqli bir səviyyədə başladı. Söhbət aşağıda müzakirə olunacaq bu cür sürətləndiricilərin yaranma tarixi və inkişaf mərhələlərindən gedir.
Başlanğıc tarixçəsi
Alfa hissəciklərinin varlığı aşkar edildikdən və atom nüvələri birbaşa öyrənilməyə başlandıqdan sonra insanlar onların üzərində təcrübələr aparmağa çalışmağa başladılar. Əvvəlcə texnologiyanın səviyyəsi nisbətən aşağı olduğundan burada proton sürətləndiricilərindən söhbət getmirdi. Sürətləndirici texnologiyanın yaradılmasının əsl dövrü yalnız başladıKeçən əsrin 30-cu illərində, elm adamları hissəciklərin sürətləndirilməsi sxemlərini məqsədyönlü şəkildə inkişaf etdirməyə başlayanda. Böyük Britaniyadan olan iki alim 1932-ci ildə ilk dəfə xüsusi DC gərginlikli generator dizayn etmişlər və bu, digərlərinə nüvə fizikası dövrünü başlamağa imkan vermiş və bu, praktikada mümkün olmuşdur.
Siklotronun görünüşü
Siklotron, yəni ilk proton sürətləndiricisinin adı hələ 1929-cu ildə alim Ernest Lourens üçün ideya kimi ortaya çıxdı, lakin o, onu yalnız 1931-ci ildə dizayn edə bildi. Təəccüblüdür ki, ilk nümunə kifayət qədər kiçik idi, diametri cəmi on santimetr idi və buna görə də protonları yalnız bir qədər sürətləndirə bildi. Onun sürətləndiricisinin bütün konsepsiyası elektrik deyil, maqnit sahəsindən istifadə etmək idi. Belə bir vəziyyətdə olan proton sürətləndiricisi müsbət yüklü hissəcikləri birbaşa sürətləndirməyə deyil, onların trayektoriyasını qapalı vəziyyətdə dairədə uçacaqları vəziyyətə əymək məqsədi daşıyırdı.
Bu, içərisində protonların fırlandığı iki boş yarım diskdən ibarət siklotron yaratmağa imkan verdi. Bütün digər siklotronlar bu nəzəriyyəyə əsaslanırdı, lakin daha çox güc əldə etmək üçün onlar getdikcə daha çox gücsüz oldular. 40-cı illərə qədər belə bir proton sürətləndiricisinin standart ölçüsü binalara bərabər olmağa başladı.
Lorens 1939-cu ildə fizika üzrə Nobel mükafatına siklotronun ixtirasına görə layiq görüldü.
Sinxrofazotronlar
Lakin elm adamları proton sürətləndiricisini daha güclü etməyə çalışdıqca,Problemlər. Çox vaxt onlar sırf texniki idi, çünki ortaya çıxan mühitə olan tələblər inanılmaz dərəcədə yüksək idi, lakin qismən onlar hissəciklərin onlardan tələb olunduğu kimi sürətlənməməsi idi. 1944-cü ildə yeni bir irəliləyiş avtofazlama prinsipini irəli sürən Vladimir Veksler tərəfindən edildi. Təəccüblüdür ki, amerikalı alim Edvin Makmillan bir il sonra eyni şeyi etdi. Onlar elektrik sahəsini elə tənzimləməyi təklif etdilər ki, o, hissəciklərin özlərinə təsir etsin, lazım gələrsə, onları tənzimləsin və ya əksinə, yavaşlatsın. Bu, hissəciklərin hərəkətini bulanıq bir kütlə deyil, tək dəstə şəklində saxlamağa imkan verdi. Belə sürətləndiricilər sinxrofazotronlar adlanır.
Toqquşdurucu
Sürətləndiricinin protonları kinetik enerjiyə qədər sürətləndirməsi üçün daha da güclü strukturlar tələb olunmağa başladı. Əks istiqamətlərdə fırlanan iki hissəcik şüasından istifadə edərək işləyən toqquşdurucular belə yarandı. Və onlar bir-birinə doğru yerləşdirildiyi üçün hissəciklər toqquşacaqdı. İdeya ilk dəfə 1943-cü ildə fizik Rolf Wideröe tərəfindən ortaya çıxdı, lakin bu prosesi həyata keçirə biləcək yeni texnologiyalar meydana çıxan 60-cı illərə qədər onu inkişaf etdirmək mümkün olmadı. Bu, toqquşma nəticəsində yaranacaq yeni hissəciklərin sayını artırmağa imkan verdi.
Sonrakı illərdə baş verən bütün inkişaflar birbaşa olaraq nəhəng obyektin - 2008-ci ildə Böyük Adron Kollayderinin tikintisinə gətirib çıxardı, onun strukturunda 27 kilometr uzunluğunda halqa var. Buna inanılırdünyamızın necə formalaşdığını və onun dərin quruluşunu anlamağa burada aparılan təcrübələr kömək edəcək.
Böyük Adron Kollayderinin işə salınması
Bu kollayderi işə salmaq üçün ilk cəhd 2008-ci ilin sentyabrında edilib. 10 sentyabr onun rəsmi fəaliyyətə başladığı gün hesab olunur. Lakin bir sıra uğurlu sınaqlardan sonra qəza baş verdi - 9 gündən sonra uğursuz oldu və buna görə də təmirə bağlanmağa məcbur oldu.
Yeni sınaqlar yalnız 2009-cu ildə başladı, lakin 2014-cü ilə qədər obyekt sonrakı nasazlıqların qarşısını almaq üçün son dərəcə aşağı enerji ilə işləyirdi. Məhz bu zaman Hiqqs bozonu kəşf edildi və bu, elmi ictimaiyyətdə artıma səbəb oldu.
Hazırda ağır ionlar və yüngül nüvələr sahəsində demək olar ki, bütün tədqiqatlar aparılır, bundan sonra LHC yenidən 2021-ci ilə qədər modernləşdirmə üçün bağlanacaq. Onun təxminən 2034-cü ilə qədər işləyə biləcəyi güman edilir, bundan sonra əlavə tədqiqatlar yeni sürətləndiricilərin yaradılmasını tələb edəcək.
Bugünkü rəsm
Hazırda sürətləndiricilərin dizayn həddi pik həddinə çatıb, ona görə də yeganə seçim hazırda tibbdə istifadə olunanlara bənzər, lakin daha güclü olan xətti proton sürətləndiricisi yaratmaqdır. CERN cihazın miniatür versiyasını yenidən yaratmağa çalışdı, lakin bu sahədə nəzərəçarpacaq irəliləyiş olmadı. Xətti kollayderin bu modelinin təhrik etmək üçün birbaşa LHC-yə qoşulması planlaşdırılırprotonların sıxlığı və intensivliyi, sonra birbaşa kollayderin özünə yönəldiləcək.
Nəticə
Nüvə fizikasının meydana çıxması ilə hissəcik sürətləndiricilərinin inkişaf dövrü başladı. Onlar çoxsaylı mərhələlərdən keçmişlər, hər biri çoxsaylı kəşflər gətirmişdir. İndi həyatında Böyük Adron Kollayderi haqqında eşitməmiş insan tapmaq mümkün deyil. O, kitablarda, filmlərdə xatırlanır - dünyanın bütün sirlərini açmağa kömək edəcəyini və ya sadəcə onu bitirəcəyini proqnozlaşdırır. Bütün CERN təcrübələrinin nəyə gətirib çıxaracağı dəqiq bilinmir, lakin sürətləndiricilərin istifadəsi ilə elm adamları bir çox suala cavab verə bildilər.
