Beberapa tahun yang lalu diprediksi bahwa segera setelah Hadron Collider dioperasikan, akhir dunia akan datang. Akselerator proton dan ion besar ini, yang dibuat di CERN Swiss, diakui sebagai fasilitas eksperimen terbesar di dunia. Itu dibangun oleh puluhan ribu ilmuwan dari banyak negara di dunia. Itu benar-benar bisa disebut lembaga internasional. Namun, semuanya dimulai pada tingkat yang sama sekali berbeda, pertama-tama, untuk dapat menentukan kecepatan proton dalam akselerator. Ini tentang sejarah penciptaan dan tahap perkembangan akselerator tersebut yang akan dibahas di bawah ini.
Awal sejarah
Setelah keberadaan partikel alfa ditemukan dan inti atom mulai dipelajari secara langsung, orang-orang mulai mencoba bereksperimen dengannya. Pada awalnya, tidak ada pembicaraan tentang akselerator proton di sini, karena tingkat teknologinya relatif rendah. Era sebenarnya dari penciptaan teknologi akselerator dimulai hanya di30-an abad terakhir, ketika para ilmuwan mulai dengan sengaja mengembangkan skema percepatan partikel. Dua ilmuwan dari Inggris adalah yang pertama merancang generator tegangan DC khusus pada tahun 1932, yang memungkinkan yang lain untuk memulai era fisika nuklir, yang menjadi mungkin dalam praktik.
Penampilan siklotron
Siklotron, yaitu nama akselerator proton pertama, muncul sebagai ide bagi ilmuwan Ernest Lawrence pada tahun 1929, tetapi ia baru dapat merancangnya pada tahun 1931. Anehnya, sampel pertama cukup kecil, hanya berdiameter sekitar selusin sentimeter, dan karena itu hanya bisa sedikit mempercepat proton. Seluruh konsep akseleratornya bukan menggunakan listrik, tetapi medan magnet. Akselerator proton dalam keadaan seperti itu tidak ditujukan untuk mempercepat partikel bermuatan positif secara langsung, tetapi untuk membelokkan lintasannya sedemikian rupa sehingga mereka terbang dalam lingkaran dalam keadaan tertutup.
Inilah yang memungkinkan untuk membuat siklotron, yang terdiri dari dua setengah piringan berongga, di dalamnya proton berputar. Semua siklotron lain didasarkan pada teori ini, tetapi untuk mendapatkan lebih banyak kekuatan, mereka menjadi semakin berat. Pada tahun 40-an, ukuran standar akselerator proton seperti itu mulai menyamai bangunan.
Untuk penemuan siklotron itulah Lawrence dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1939.
Sinkronfasotron
Namun, saat para ilmuwan mencoba membuat akselerator proton lebih kuat,Masalah. Seringkali mereka murni teknis, karena persyaratan untuk media yang dihasilkan sangat tinggi, tetapi sebagian karena partikel tidak berakselerasi seperti yang dipersyaratkan dari mereka. Terobosan baru pada tahun 1944 dibuat oleh Vladimir Veksler, yang muncul dengan prinsip autophasing. Anehnya, ilmuwan Amerika Edwin Macmillan melakukan hal yang sama setahun kemudian. Mereka mengusulkan untuk menyesuaikan medan listrik sehingga mempengaruhi partikel itu sendiri, jika perlu, menyesuaikannya atau, sebaliknya, memperlambatnya. Ini memungkinkan untuk menjaga pergerakan partikel dalam bentuk tandan tunggal, dan bukan massa yang kabur. Akselerator seperti itu disebut synchrophasotron.
Collider
Agar akselerator mempercepat proton menjadi energi kinetik, struktur yang lebih kuat pun mulai dibutuhkan. Dari sinilah lahir penumbuk, yang bekerja dengan menggunakan dua berkas partikel yang akan berputar ke arah yang berlawanan. Dan karena mereka ditempatkan saling berhadapan, partikel-partikel itu akan bertabrakan. Idenya pertama kali lahir kembali pada tahun 1943 oleh fisikawan Rolf Wideröe, tetapi tidak mungkin untuk mengembangkannya sampai tahun 60-an, ketika teknologi baru muncul yang dapat melakukan proses ini. Hal ini memungkinkan untuk meningkatkan jumlah partikel baru yang akan muncul sebagai hasil tumbukan.
Semua perkembangan selama tahun-tahun berikutnya secara langsung mengarah pada pembangunan fasilitas besar - Large Hadron Collider pada tahun 2008, yang dalam strukturnya berbentuk cincin sepanjang 27 kilometer. Dipercaya bahwaeksperimen yang dilakukan di dalamnya akan membantu untuk memahami bagaimana dunia kita terbentuk, dan struktur dalamnya.
Peluncuran Large Hadron Collider
Percobaan pertama untuk mengoperasikan alat penumbuk ini dilakukan pada bulan September 2008. 10 September dianggap sebagai hari peluncuran resminya. Namun, setelah serangkaian tes yang berhasil, kecelakaan terjadi - setelah 9 hari gagal, dan karena itu terpaksa ditutup untuk perbaikan.
Tes baru dimulai hanya pada tahun 2009, tetapi hingga tahun 2014, fasilitas beroperasi dengan energi yang sangat rendah untuk mencegah kerusakan lebih lanjut. Saat itulah Higgs boson ditemukan, yang menyebabkan lonjakan komunitas ilmiah.
Saat ini hampir semua penelitian sedang dilakukan di bidang ion berat dan inti ringan, setelah itu LHC akan kembali ditutup untuk modernisasi hingga tahun 2021. Diyakini akan dapat bekerja hingga sekitar tahun 2034, setelah itu penelitian lebih lanjut akan membutuhkan pembuatan akselerator baru.
Lukisan hari ini
Saat ini, batas desain akselerator telah mencapai puncaknya, jadi satu-satunya pilihan adalah membuat akselerator proton linier yang serupa dengan yang saat ini digunakan dalam pengobatan, tetapi jauh lebih kuat. CERN mencoba membuat ulang versi miniatur perangkat, tetapi tidak ada kemajuan nyata di area ini. Model penumbuk linier ini rencananya akan dihubungkan langsung ke LHC untuk memprovokasikerapatan dan intensitas proton, yang kemudian akan diarahkan langsung ke penumbuk itu sendiri.
Kesimpulan
Dengan munculnya fisika nuklir, era pengembangan akselerator partikel dimulai. Berbagai tahapan telah mereka lalui, yang masing-masing membawa banyak penemuan. Sekarang tidak mungkin menemukan seseorang yang belum pernah mendengar tentang Large Hadron Collider dalam hidupnya. Dia disebutkan dalam buku, film - memprediksi bahwa dia akan membantu mengungkapkan semua rahasia dunia atau hanya mengakhirinya. Tidak diketahui secara pasti apa yang akan terjadi pada semua eksperimen CERN, tetapi dengan penggunaan akselerator, para ilmuwan dapat menjawab banyak pertanyaan.
