4-ma’ruza. Kollayderlar. Katta adron kollayderi Reja: Katta adron kollayderi

4-ma’ruza. Kollayderlar. Katta adron kollayderi
Reja:
Katta adron kollayderi
Katta Adron Kollayderi yoki Katta Adron To’qnashtiruvchisi (ing. "Large Hadron Collider", LHC) -zaryadlangan zarralarni tezlatuvchi majmua. Fransiya va Shveysariya chegarasida, yer sathidan 175 m pastda joylashgan. Aylana shaklida qurilgan tunneli uzunligi 27 km. Dunyodagi eng katta va quvvatli zarracha tezlatkichidir.
Kollayderni qurishdan asosiy maqsad Higgs bozoni mavjud yoki mavjud emasligini aniqlashdir. Asosiy tajriba bunday o’tkaziladi: har birining energiyasi 7 TeV bo’lgan protonlar yoki 574 TeV bo’lgan qo’rg’oshin yadrolari yorug’lik tezligining 99.9999991%ida qarama-qarshi tomondan uchirilib, to’qnashtiriladi. To’qnashuv natijasida ajralib chiqqan zarrachalar qayd etiladi va ular orasidan Higgs bozoni xususiyatlariga ega bo’lgani qidiriladi. Higgs bozoni mavjudligi hozirgi Standart Model nazariyasini to’liq tasdiqlashi kerak (Standart Model gipoteza emas, zero boshqa tajribalar uning katta qismi to’g’riligini isbotlagan). Aks holda massaning qayerdan paydo bo’lishi haqida yangi faraz qurib, Standart Modelga o’zgartirish kiritishga to’g’ri keladi.
Umumiy qiymati taxminan 3,2-6,4 milliard evro bo’lgan bu loyihada 100 dan ortiq mamlakat olimlari, jumladan O’zbekiston fiziklari ham qatnashishadi.



8.6.1-rasm. Katta adron kolleyderining Atlas detektori.
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.
Katta adron kollayderi antiqa «yubiley»ni nishonladi — unda zarralarning 10 kvadrillion marotaba to‘qnashuvi yuz berdi. Bu yuqori energiya tezlatgichlari uchun mutloq rekord hisoblanadi, deya xabar beradi «RIA Novosti». CERN matbuot xizmatiga ko‘ra, katta adron kollayderi so’ngi yillarda o‘zi uchun yangi tartibda ishlamoqda: proton zarralari olimlar «yangi fizika» izlarini topishga urinayotgan zarralar 13 TeVli energiya bilan to‘qnashtirilmoqda. Qurilmaning so’ngi yillarda yangilangani kollayder ichidagi to‘qnashuvlar sonini keskin oshirdi va ilmiy ma’lumotlar to‘planishini tezlashtirdi. Yangi tartibda atigi ikki hafta ishlash davomida kollayder faoliyatining oldingi yillar davomida yig‘ilgan hajmda ma’lumotlar to‘plandi. Bu esa o‘z navbatida yuqorida keltirilgan rekord darajani qayd etish imkonini berdi.