Large Hadron Collider (0)

Tallinna Polütehnikum

Large Hadron Collider

Referaat
Tallinn 2014
Suur Hadronite Põrguti (Large Hadron Collider) on Euroopa Tuumauuringute Keskuse osakestekiirendi Prantsusmaa ja Šveitsi piiril Genfi lähedal. Kiirendi paikneb keskmiselt 100 meetri sügavusel asuvas rõngakujulises umbes 27-kilomeetrise ümbermõõduga tunnelis. See on maailma suurim ja võimsaim kiirendi ning üks suuremaid ja kallimaid inimese loodud rajatisi. Selle peamine ülesanne on tuvastada ülisuure energiani kiirendatud laetud osakeste (prootonite ja raskete ioonide) kokkupõrkel tekkivaid senitundmatuid osakesi.
Kiirendi otsustati rajada 1994. aastal. Eesmärgiks seati lahenduste otsimine seni mõistatuseks jäänud füüsika ja kosmoloogia probleemidele, sealhulgas eelkõige standardmudeli ennustatud Higgsi bosoni avastamine. Loodetakse leida ka muu hulgas teadaolevate osakeste võimalikke supersümmeetrilisi partnereid ja märke tumeaine olemusest, taasluua universumi sünnijärgse seisundi kvargi-gluuoniplasma, otsida seletust aine ja antiaine ebasümmeetriale, täheldada stringiteooria ennustatavaid lisamõõtmeid.
Ehitust alustati 1998. aastal ja põrguti lülitati esimest korda tööle 10. septembril 2008. CERNi kulud ehitamisele ja seadmetele olid umbes kolm miljardit eurot, millele lisandusid nii CERNi kui ka teiste osalejate tehtud kulutused detektoritele ja arvutustehnikale. Iga eksperiment on iseseisev üksus, mida rahastavad selles osalejad. CERN on üks osalejatest; ta maksab umbes 20 protsenti CMSi ja LHCb eelarvest, 16 protsenti ALICE 'i eelarvest, 14 protsenti ATLASe eelarvest ja 30 protsenti TOTEMi eelarvest.
Põrgutis kiirendatakse kahes kõrvutiasuvas vaakumtorus vastassuundades liikuvaid hadronite kimpe raadiosageduslikus elektromagnetväljas. Prootonite maksimaalseks energiaks saadakse täisvõimsusel töötava kiirendi korral 7 TeV ja kiiruseks 99,9999991 protsenti valguse kiirusest. Pliituumade maksimaalne energia on 574 TeV. Ringkiirendi torud ristuvad neljas kohas, kus vastassuunas liikuvatel osakestel lastakse kokku põrgata ja põrke saadused registreeritakse detektorite abil. Osakesi kiirendatakse mitmes etapis , kasutusel on neli eelkiirendit. Hadronite kimpe juhitakse võimsate ülijuhtidest mähistega magnetite abil, mis jahutatakse vedela heeliumi abil absoluutse nulltemperatuuri lähedase temperatuurini.
Veebruaris 2013 peatati põrguti umbes kaheks aastaks, et see täisvõimsusel töötamiseks ümber seadistada.

Eksperimentide käik

Suur Hadronite Põrguti käivitati esimest korda 10. septembril 2008. Juba 19. septembril juhtus aga tunnelis õnnetus. Üks magnetite elektrisüsteemi ühendus oli vigane ja kuumenes üle. Temperatuuri tõusu tõttu paisus jahutussüsteemi heelium ning selle plahvatamise tagajärjel paiskus oma kohalt mitu magnetit. Kokku sai vigastada 53 magnetit, mis tuli parandada või asendada . Lekkis umbes kuus tonni heeliumi. Et ennetada õnnetuste kordumist , kontrolliti üle kõik ühendused ja paigaldati uued andurid. Aasta hiljem olid seadmed uuesti töökorras.