Фонд Развития Физтех Лицея

Глечиков Сергей , 10 класс

БАК. THE LHC.

Научный руководитель: Кузьмичев С.Д.

Много физических открытий связанных с исследованием строения вещества были сделаны методом разгона и столкновения частиц, рассмотрения взаимодействий между атомами на различных расстояниях и исследованием дифракции некоторых волн. Первым опытом, давшим нам понятия о его строении, был опыт Э.Резерфорда, результатом которого являлось то, что альфа-частицы, летевшие из «свинцовой пушки» на тонкий лист золотой фольги продолжали путь в различных направлениях относительно заданного. Это дало физикам уверенность в том, что атом состоит из центрального положительно заряженного уплотнения (названного Резерфордом «ядром»), окутанного отрицательно заряженным облаком электронов. С момента осуществления первого искусственного превращения ядер с помощью потока альфа-частиц от радиоактивного источника начались поиски способов получения пучков ускоренных частиц. Применявшиеся вначале естественные источники заряженных частиц — радиоактивные элементы, были ограничены как по интенсивности, так и по энергии испускаемых частиц. А с ростом энергии появляется возможность образования новых типов элементарных частиц с большими массами. При меньших энергиях такие частицы просто не могут рождаться в силу законов сохранения энергии и импульса. Но с ростом энергии частиц меняются и свойства взаимодействий между ними, и характеристики уже известных процессов. Может оказаться, что определенные черты этих явлений при высоких энергиях начинают проявляться более четко. Именно в опытах при очень больших энергиях удалось установить общую природу слабых электромагнитных сил. Физики всего мира стали объединяться для создания ускорителей частиц – устройств для получения заряженных частиц (электронов, протонов, атомных ядер, ионов) больших энергий. Основная схема ускорения частиц предусматривает три стадии: 1) формирование пучка и его инжекция, 2) ускорение пучка и 3) вывод пучка на мишень или осуществление соударения встречных пучков в самом ускорителе. Исходным элементом любого ускорителя служит инжектор, в котором имеется источник направленного потока частиц с низкой энергией (электронов, протонов или других ионов) и высоковольтные электроды и магниты, выводящие пучок из источника и формирующие его. Пучок формируется в камерах или инжектируется в одну или несколько камер ускорителя, в которых электрическое поле повышает скорость, а, следовательно, и энергию частиц. Есть 2 вида ускорителей – линейные и циклические. В линейных частицы летят на мишень и остаются там, не продолжая движения. В циклических ускорителях тоже 2 группы – в одной пучок движется по кругу, набирая скорость, после чего выстреливает в мишень, в другой пучок сталкивается с летящим ему на встречу пучком. Такие ускорители так и названы: «ускорители со встречными пучками», коллайдерами. Огромнейший коллайдер, существующий в наше время-это Большой Адронный Коллайдер, в котором разгоняются летящие навстречу пучки протонов и, в качестве другого эксперимента, ионы свинца. Коллайдер построен в научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований. Как и в любом другом ускорителе, в БАКе все начинается с инжектора-баллона с гелием, который впрыскивается в камеру, где отделяются электроны водорода. Далее пучок протонов разгоняется в линейном ускорителе до одной трети скорости света. Потом пучок поступает в бустер, состоящий из 4-х колец, в каждом из которых четверть пучка продолжает разгоняться до 91,6% скорости света. После этого части пучка вновь объединяются и в виде единого целого продолжают разгоняться в протонном синхротроне до 99,9%скорости света и начинают набирать массу, масса каждой частицы перед выходом из синхротрона равна 25-28ГэВ. Следующий этап ускорения – протонный суперсинхротрон, где масса частиц вновь увеличивается до значения 470-480ГэВ. Наконец, пучок поступает в основное кольцо БАКа, где увеличивается в массе до максимальных 7 ТэВ. Основное Кольцо (ОК) состоит из двух колец, пересекающихся в четырех точках, в малых кольцах ОК пучки движутся в разных направлениях. Эти пучки загружаются в ОК с некоторым промежутком во времени, что повышает светимость БАКа. В точках пересечения колец и рядом с ними расположены 6 детекторов: ATLAS, CMS, ALICE, LHCb — большие детекторы, расположенные вокруг точек столкновения пучков. Детекторы TOTEM и LHCf — вспомогательные, находятся на удалении в несколько десятков метров от точек пересечения пучков, занимаемых детекторами CMS и ATLAS соответственно, и будут использоваться попутно с основными.

Вернуться к списку тезисов

Обсуждение закрыто.

Владимир Путин:

" Очень жаль, что у нас исчезли некоторые специализированные школы, которые искали талантливых ребят по всей стране и готовили их по особой программе..."

Источник

Андрей Воробьев, губернатор МО:

"Для нас очень важно, чтобы школы Подмосковья были лучшими в стране и ребята здесь получали достойное образование, реализовывались и творили на благо нашей страны. Здесь великолепный директор школы, потрясающий преподавательский состав. По рейтингу подмосковных школ – Физтех-лицей один из лидеров региона."

Игорь Агамирзян:

"Наконец-то, «Физтех-лицей» получил замечательное новое здание. К тому же, ему присвоили имя великого человека и ученого Петра Капицы. Сегодня МФТИ обзавелся новым источником для своей кадровой базы, а Московская область — новым центром притяжения для талантливых детей, с которых все начинается."

Константин Новоселов, Нобелевский
лауреат:

"Я по-хорошему завидую вам, сегодняшним лицеистам, и вашим родителям, потому что у вас есть возможность учиться у самых лучших преподавателей и студентов МФТИ. Близость к Физтеху и близость к живой науке дают колоссальные возможности. Вы будете учиться передовым знаниям в прекрасно оборудованных экспериментальных классах».

Н.В.Карлов, ректор МФТИ 1987-97 г.г.

Мы задумывали сделать такую школу, где и работать и учиться будет трудно, но интересно, где будет царить дух Физтеха.
А «Физтех» означает думать творчески…
«Физтех» означает вечное стремление к совершенству во всем

Из книги «Я – Физтех»


Все отзывы
  • Подписаться на рассылку

    * Это поле обязательно
  • Ваши предложения и комментарии Вы можете направить по адресу info@go2phystech.ru