Tip:
Highlight text to annotate it
X
Unul dintre cele mai măreţe intrumente ştiinţifice create de omenire
se numeşte accelerator de particule.
Spun măreţ în sensul propriu al cuvântului.
Cel mai mare construit vreodată
Large Hadron Collider sau LHC,
este un inel cu o circumferinţă de aprox. 29 km.
Mai mare decât tot Manhattanul.
Deci ce este un accelerator de particule?
E un dispozitiv în care se izbesc nuclei atomici
la o energie foarte înaltă.
Cel mai puternic construit vreodată de către oamenii de ştiinţă
poate încălzi materia la cele mai înalte temperaturi atinse vreodată,
adică la temperaturi atinse la trei terasecunde
după începerea Universului.
Acceleratoarele noastre sunt pline de superlative inginereşti.
Zona în care e accelerat fasciculul particulelor din LHC este un vid,
cu o presiune mai joasă decât cea din jurul
Staţiei Spaţiale Internaţionale,
şi cu temperaturi de – 271°C,
temperaturi mai scăzute decât oriunde în spaţiu.
Un accelerator anterior din tunelul LHC
deţine recordul vitezei,
accelerând un electron la o viteză aşa de mare
încât dacă s-ar întrece cu un foton de lumină,
i-ar trebui fotonului cam 14 minute
ca să depăşească electronul cu 3 metri.
Dacă asta nu te impresionează,
nu uita că fotonul e cel mai rapid lucru din Univers,
atingând aproape 30.000 km pe secundă.
Deci *** funcţionează aceste acceleratoare de particule subatomice?
Ei bine, ele folosesc câmpuri magnetice.
Câmpurile magnetice fac particulele încărcate să se mişte în acelaşi fel
în care gravitaţia atrage o minge de baseball în cădere.
Forţa câmpului magnetic
va atrage o particulă menținând-o în mişcare.
Viteza va continua să crească
până când particula se va mişca incredibil de repede.
Un accelerator de particule simplu se poate construi
prin ataşarea a doua plăci metalice paralele la o baterie.
Încărcătura bateriei se transmite
celor două plăci de metal
şi creează un câmp magnetic care atrage particula.
Asta-i tot,
ai creat un accelerator de particule.
Problema este că un asemenea accelerator e foarte slab.
Pentru a construi un accelerator LHC în acest mod,
ar fi nevoie de mai mult de 5 trilioane de baterii tip D (R20).
Aşadar oamenii de ştiinţă folosesc baterii mult mai puternice
pe care le ataşează pe rând.
Un accelerator precedent folosea această metodă
şi avea cam 1,5 km lungime
şi era echivalent cu 30 de bilioane de baterii.
Oricum, pentru a crea un accelerator
echivalent la 5 trilioane de baterii
ar fi nevoie de un accelerator de 241 km lungime.
Cercetătorii aveau nevoie de altă variantă.
În timp ce câmpurile electrice fac o particulă să se deplaseze mai repede,
câmpurile magnetice fac ca traiectoria ei să fie circulară.
Dacă plasezi un câmp electric de-a lungul cercului,
nu mai e nevoie de kilometri de câmpuri electrice,
ci poţi folosi un singur câmp electric încontinuu.
Fasciculele se mişcă în jurul cercului,
şi cu fiecare tură câştigă mai multă energie.
Deci acceleratoarele cu energie foarte înaltă sunt compuse
dintr-o zonă scurtă cu câmpuri electrice acceleratoare,
combinată cu serii lungi de magneţi
care ghidează particulele în cerc.
Puterea magneţilor
şi raza traiectoriei circulare
determină intensitatea maximă a fasciculului.
Odată ce fasciculul este în mişcare,
începe distracţia,
şi anume, coliziunea.
Motivul pentru care fizicienii vor
ca particulele să se mişte aşa de repede
este ca acestea să se izbească unele de altele.
Aceste coliziuni ne pot învăţa
despre legile fundamentale ce guvernează materia,
ceea ce ar fi imposibil fără această capodoperă inginerească,
acceleratorul de particule.