Může LHC zničit Zemi?

Olaf

Hlouposti. Nečíst a nesledovat bulvár, který si hraje na to, že je chytřejší než fyzici. 😉 LHC samozřejmě Zemi ani vesmír nezničí. Je to k tomu milion důvodů a fyzici nejsou žádní hlupáci. LHC nemůže vyrobit nenažranou černou díru, která by nás pohltila. Je to trošku více teoretického povídání, ale pro stručnost bude stačit následující informace. Kosmické paprsky (různé částice, hlavně protony) dennodenně narážejí do zemské atmosféry – tyto srážky mají energii až 10⁸ TeV (sto milionů teraelektronvoltů). Protonový paprsek v LHC bude mít energii maximálně 7 TeV, srážky budou probíhat při max. energii 14 TeV. Tohle číslo si srovnejte se sto miliony TeV. Takže poměr energie srážek protonů v LHC a v atmosféře je nějakých 1 : 10 000 000. Nemluvě o šílených reakcích při kataklyzmatických událostech ve vesmíru. Při žádné takové srážce částic, očividně, k zániku světa nedošlo. 😉

A ty články nevznikly proto, že by fyzici nevěděli, co dělají, ale proto, že média jsou nenažrané a honí senzace. Co po nich chcete, v 8 ráno redaktor píše o státním rozpočtu, v 10 už rozumí virům a píše katastrofické scénáře s prasečí chřipkou, ve 12 rozumí fyzice vysokých energií a píše o katastrofě s LHC a na odpoledne si chystá fundovaný článek o globálním oteplování.

3Kdo udělil odpovědi palec? blesk26, TEREZA.B, tomasstir325 před 5564 dny

0 Nominace Nahlásit

jarčáč

Tohle tvrzení je nepodložené.Taky sem to četl, ale tyhle články vznikly proto, že samotní vědci vlastně neví co se v LHC bude dít.Proto ten test taky chtějí udělat,aby to zjistili.Ale to neznamená, že neví co se dít rozhodně nebude a zničení země či celého vesmíru tam patří.
Už takové testy dělali dříve…akorát ne v takovém měřítku. Chtejí zjistit co se dělo těsně po velkém třesku a doufají, že objeví dosud neobjevené částice, jako je třeba hypotetická částice tachyon.Toto všechno se bude dít v mikroskopickém měřítku a odehrávat se to bude v tisícině sekundy.I když vědci připouští, že je možnost, že by se vytvořila miniaturní černá díra.Její hmotnost však bude natolik malá, že zanikne hned po jejím vzniku.
Teorie, že by se miniaturní černá díra snad mohla zvětšit natolik, že by pohltila celou zemí odporuje současné fyzice o zachování energie.

1Kdo udělil odpovědi palec? Lencis před 5564 dny

0 Nominace Nahlásit

Dandi

Taky myslím, že je to hloupost :) dříve nás zničí globální oteplování.

0Kdo udělil odpovědi palec? jarčáč před 5564 dny

0 Nominace Nahlásit

alenka901

Jak funguje
Od urychlovače. Každý vyslaný paprsek bude obdvěma svazky částic stejného druhu, buď protony nebo mezi různými typy iontů, především elní srážky mezi urychlovačů a budou vstřikovány do LHC, kde budou cestovat skrz vakuum přirovnatelné k vakuu ve vesmíru. Supravodivé magnety pracující při extrémně nízkých teplotách budou usměrňovat svazky v trubici iontů olova. Svazky budou vytvářeny v již existujícím řetězci sahovat okolo 3000 svazků částic a v každém z nich bude obsaženo přibližně 100 miliard částic. Částice jsou tak drobounké, že pravděpodobnost vzájemné srážky je velmi malá – vychází na rázek ze simulace srážky v detektoru CMS.

LHC bude produkovat něco okolo 20 srážek na každých 200 miliard částic. Nicméně i přes to se budou částice svazku srážet 30 milionkrát za sekundu a LHC bude vytvářet 600 milionů srážek za sekundu. Při rychlosti blížící se rychlosti světla udělá proton v LHC 11 245 oběhů za sekundu. Svazek bude mít možnost obíhat dokola až 10 hodin a urazit dráhu větší než 10 miliard kilometrů – pro srovnání je to větší vzdálenost než cesta na planetu Neptun a zase zpět.

[editovat] Popis zařízení
Schematický náčrt konfigurace urychlovačů LHC a detektorů(žlutě).

Po dosažení energie 0,45 TeV se ze soustavy urychlovačů vstříknou částice do LHC kde udělají miliony oběhů. Při každém oběhu částice dostanou další impuls od elektrického pole vytvářeném ve speciálních dutinách, dokud jim nebude udělena konečná energie 7 TeV. Svazek o vysoké energii je v LHC udržován soustavou 1800 supravodivých magnetů. Tyto magnety o nízkých teplotách mohou vést elektrický proud s nulovým odporem, proto mohou vytvořit mnohem silnější magnetické pole. Vodiče elektromagnetů jsou vyrobeny z nobiotitanové slitiny a pracují při teplotě 1,9 K (-271°C). Kdyby LHC používalo běžné elektromagnety namísto supravodivých, prstenec by musel mít obvod 120 km a pro dosažení stejných výsledků by spotřeboval 40× více energie.

LHC pracuje s magnetickými poli okolo 8 tesla, přičemž běžné „teplé“ elektromagnety jsou schopné vytvořit magnetické pole okolo 2 tesla.

CERN v současné době pracuje na vývoji technologie počítačových sítí zvané GRID. To má spojovat desítky a později stovky PC pro vytvoření prostředku pro zpracování dat zaznamenaných na detektorech LHC. Experimenty LHC budou produkovat enormní množství dat. Každý rok to bude dostatek informací na naplnění kapacity takového počtu CD, že by se z nich dal postavit 20 km vysoký sloup (cca 15 Petabajtů = 15 milionů GB).

[editovat] Experimenty a jejich detektory

Úkolem částicového detektoru je zaznamenávat a vizualizovat exploze částic, které jsou důsledkem srážky. Informace o rychlosti, hmotnosti a elektrickém náboji částice pomohou fyzikům zjistit identitu dané částice. Úkol to ale nebude snadný. Předpokládáme, že LHC pomůže objevit nové částice. Ty však nebudou volně poletovat a čekat, až si jich někdo všimne. Všechny důkazy o existenci částice budou nepřímé. Některé mohou existovat pouze nepatrné zlomečky sekundy a proto uvidíme pouze produkty jejich rozpadu. Moderní přístroje částicové fyziky se skládají z vrstev sub-detektorů, každý se specializuje na určitý typ částice. 3 hlavní typy sub-detektorů:

• Sledovací zařízení – odhaluje trajektorii elektricky nabité částice podle stopy, kterou za sebou nechají (pokud jsou ve vhodné směsi).
• Kalorimetr – měří ztrátu energie při průchodu. Obvykle je navržen tak, aby zastavil a absorboval většinu částic přicházejících z kolize. Kalorimetry jsou konstruovány z vrstev hustých materiálů (olovo) a prokládány aktivními médii (tekutý argon). Kalorimetry zastaví většinu známých částic kromě mionů a neutrin (ty mohou pouze vychýlit např. radioaktivní látky)
• Částicový identifikační detektor – identifikuje částici podle záření vysílaného nabitou částicí.

[editovat] ALICE

Pro experiment ALICE bude LHC srážet olověné ionty aby se tak vytvořily podmínky shodné s těmi po Velkém třesku. Získaná data umožní fyzikům studovat stav hmoty zvaný kvark-gluonová plazma, která nejspíše při velkém třesku existovala. Protony a neutrony jsou tvořeny kvarky (proton: 2 kvarky up, 1 kvark down, neutron: 1 kvark up, 2 kvarky down), které drží pohromadě díky jiným částicím zvaným gluony (od anglického slova glue – lepidlo). Gluony působí na kvarky tak velkou silou, že samostatný kvark ještě nebyl nalezen. Kolize v LHC způsobí teploty vyšší než 100 tisíci násobek teploty v jádru Slunce. Fyzikové doufají, že při těchto podmínkách se protony a neutrony roztaví a uvolní tak kvarky ze svazky s gluony. Tím vznikne kvark-gluonová plazma. Experiment ALICE bude studovat kvark-gluonovou plazmu, její vznik a zpětné přetvoření na známou hmotu.

[editovat] ATLAS
Pohled na částicový detektor ATLAS v průběhu výstavby, jeden ze šesti hlavních vědeckých přístrojů LHC.

ATLAS je jedním ze dvou víceúčelových detektorů v LHC. Bude zkoumat fyziku ve větším rozsahu, než například ALICE, včetně pátrání po Higgsově bosonu, extra dimenzích a částicích, které by mohly vytvořit temnou hmotu. ATLAS, podobně jako CMS, bude zaznamenávat trajektorie, energie a identitu částic, vznikajících při kolizích, avšak tyto dva experimenty vyvinuly radikálně odlišná technická řešení pro systém magnetů ve svých detektorech. Systém magnetů je pro ATLAS typický. Tvoří ho 8 obřích magnetů, poskládaných na délku do kruhu tak, aby magnetické pole bylo nejsilnější uprostřed detektoru. Každý z těchto magnetů měří 25 metrů a je složen ze supravodivých cí­vek.

[editovat] CMS
Pohled na částicový detektor CMS v průběhu výstavby.

Podobně jako ATLAS i CMS bude zkoumat větší úsek částicové fyziky, včetně Higgsova bosonu, extra dimenzí a částic tvořících temnou hmotu. Je patrné, že CMS zkoumá stejné problémy jako ATLAS, rozdíl je ale ve způsobu. Narozdíl od ATLASu použije CMS pouze jednoho obřího elektromagnetu cylindrického tvaru (solenoidu). Solenoid obalující vlastní detektor je složen z cylindrické cívky supravodivých kabelů. Tento gigantický magnet je schopen vytvořit magnetické pole o síle 4 tesla (zhruba 100 tisíckrát větší, než magnetické pole Země). Toto pole musí být poutáno ocelovými výztuhami, které tvoří značnou část celkové hmotnosti detektoru (12 500 tun). Zajímavostí detektoru je, že jako jediný byl nejdříve postaven na povrchu a teprve pak spuštěn do podzemí.

[editovat] LHCb

LHCb se specializuje na prozkoumání nepatrných rozdílů mezi hmotou a antihmotou studováním částice zvané kvark b (b znamená »bottom« jako »spodní« nebo také »beauty« jako »krásný«[zdroj?]). Detektor by měl zodpovědět proč se zdá, že vesmír je složen téměř výhradně z hmoty, ale ne z antihmoty. Namísto obklopení místa kolize detektorem používá LHCb řadu sub-detektorů ke zjištění částic. Vertex Locator (VELO) je prvním detektorem umístěným okolo místa srážky, kde bude měřit trajektorie částic v místě interakce. Po detektoru VELO následuje RICH-1. Bude identifikovat trajektorie částic malých hybností. Hlavní sledovací zařízení je uloženo před i za magnetem a bude opět zaznamenávat trasy částic a měřit jejich hybnosti. Na okraji je sledovací zařízení RICH-2 pro sledování částic s vysokou hybností. LHC vytvoří velké množství kvarků různých typů, předtím, než se rozpadnou na jiné formy. K zachycení kvarků b vyvinuli vědci pro LHCb sofistikovaná pohyblivá sledovací zařízení blízko drahám paprsků kroužících v LHC.

[editovat] TOTEM

Experiment TOTEM se zaměří na zkoumání jevů, které se nevešly do škály úkolů víceúčelových detektorů ATLAS a CMS. Bude měřit velikosti částic a přesně monitorovat luminozitu LHC. K tomu musí být TOTEM schopen detekovat částice produkované velmi blízko paprsků obíhajících v LHC. To vyžaduje detektory ve speciálně navržených vakuových komorách zvaných Římské hrnce (Roman pots), připojených k trubkám s paprsky. 8 těchto zařízení bude v párech umístěno v blízkosti kolizí v detektoru CMS na čtyřech místech. CMS a TOTEM jsou dva experimenty na sobě nezávislé avšak TOTEM bude sloužit jako sběrač dat ze všech experimentů.

[editovat] LHCf

LHCf má za úkol simulovat kosmické záření v laboratorních podmínkách za pomoci částic vytvořených uvnitř LHC. Je nejmenším experimentem, co do počtu vědců (22). Kosmické záření je způsobeno nabitými částicemi z vesmíru, které neustále bombardují zemskou atmosféru. Narážejí do jader ve vyšší atmosféře a způsobují kaskádu částic, které dosáhnou zemského povrchu. Získání znalostí o chování kosmického záření, resp. těchto kaskád částic pomůže vědcům vypracovat velké experimenty, které pokryjí tisíce kilometrů.

[editovat] Účel

Očekávaný start projektu v roce 2008 zajistí srážky o největší energii, jaká kdy byla dosažena v laboratorních podmínkách, a už dnes se fyzici nemohou dočkat, co se jim podaří odhalit. Čtyři obrovské detektory – ALICE, ATLAS, CMS a LHCb – budou zkoumat srážky a tímto způsobem budou možná fyzici schopni prozkoumat nové teorie hmoty, energie, vesmíru a času. Výsledky z LHC mohou vrhnout nové světlo na:

• Temnou energii
• Temnou hmotu a částice které ji tvoří
• Antihmotu
• Higgsův boson
• Kvarky a leptony – jsou skutečně fundamentální částice?

[editovat] Výkonnost

LHC je přístroj pro koncentraci energie ve velmi malém prostoru. Částice budou mít energii řádově TeV. 1 TeV je energie srovnatelná s energií letícího komára, háček je v tom, že proton je asi trilionkrát menší než komár. Každý proton rotující v LHC bude mít energii 7 TeV, takže když se srazí dva protony, energie srážky bude 14 TeV. Ionty olova mají 82 protonů a dohromady dávají ekvivalentně vysokou energii: kolize dvou svazků iontů olova bude mít energii srážky okolo 1150 TeV. Při plném výkonu bude mít každý svazek energii 350 MJ, což je energie jakou má vlak o váze 400 tun jedoucí rychlostí 200 km/h. Tato energie je dostatečná k roztavení 500 kg mědi. Energie uložená v magnetech je ještě přibližně třicetkrát vyšší (11 GJ).

[editovat] Cena

LHC původně v roce 1995 dostal rozpočet 2,6 miliard švýcarských franků na stavbu a 210 milionů švýcarských franků na experimenty. Nakonec cena vzrostla na 8 miliard amerických dolarů.

[editovat] Simulace LHC před spuštěním

Během stavby LHC se usilovně hledalo takové nastavení celého zařízení, které by umožnilo dlouhodobý oběh částic bez nárazu do stěny urychlovače. Takovýto náraz by měl za následky dlouhodobou odstávku celého urychlovače. K simulacím byla využita celosvětová distribuovaná síť systému BOINC, která již od roku 2004 zajišťovala velkou výpočetní kapacitu. Díky projektu LHC@home se na stavbě a samotném ladění urychlovače mohl podílet kdokoliv, kdo měl doma počítač a připojení k internetu. Do výpočtů bylo zapojeno 53 703 lidí na celém světě, z toho 1 658 Čechů.[2] Oficiální zahájeni experimentu proběhlo 21. října 2008.[3]

[editovat] Bezpečnostní problémy

Vědci i laici, kteří nejsou součástí komunity kolem LHC, vyjádřili znepokojení, že LHC může způsobit jednu z několika teoretických katastrof, které by mohly zničit Zemi nebo dokonce celý vesmír:

• Vytvoření stabilní černé díry
• Vytvoření zvláštní hmoty, která by byla stabilnější než normální hmota

CERN vytvořil studii, která by vyšetřila, jestli se takové nebezpečné události jako vytvoření stabilní mikroskopické černé díry mohou stát. Studie došla k závěru: „Nenašli jsme žádný podklad pro jakoukoli možnou hrozbu.“ Například, není možné vytvořit mikroskopické černé díry, pokud by určité neotestované teorie byly správné. I kdyby však vznikly, ihned by se vytratily a byly by tak neškodné. Jeden z nejsilnějších argumentů, že LHC je bezpečný, je fakt, že kosmické paprsky o mnohem větší energii, než může LHC kdy vyprodukovat, bombardovaly Zemi a všechna tělesa ve sluneční soustavě miliardy let bez takovýchto účinků. Stejně ale u každého nového experimentu nikdy není možné s jistotou říct, co se stane. John Nelson z Birmingham University řekl, že „je velmi, velmi nepravděpodobné, že existuje nějaké riziko – ale nemohu to dokázat.“[4]

RHIC, podobný, jen mnohem menší urychlovač, funguje již od roku 2000 a nezpůsobil zatím žádné Zemi-ničící efekty.

Podle britského deníku Telegraph obdrželi vědci pracující na LHC řadu výhrůžných e-maily a telefonátů od lidí obávajících se, že by urychlovač mohl vytvořit černou díru nebo vyvolat zemětřesení. Na počátku experimentu údajně do systému pronikla skupina řeckých hackerů a na internetové stránky experimentu vložili napis „GST: Greek Security Team“. Podle deníku se hackeři dostali těsně k počítači, který řídí magnety, jež regulují paprsek částic

0 před 5563 dny

0 Nominace Nahlásit

Attack-design

nojo tn.cz stejné jako blesk.cz, nemůže

0 před 5550 dny

0 Nominace Nahlásit