Большой адронный коллайдер - самая крупная исследовательско-экспериментальная электроустановка мира

Большой адронный коллайдер - самый мощный в мире ускоритель заряженных частиц. Большим он назван из-за своих размеров – длина основного ускорительного кольца ускорителя составляет около 27 км. Андронным он назван из-за того, что он ускоряет андроны, то есть элементарные частицы, состоящие из трех кварков, а коллайдером из-за того, что пучки этих частиц ускоряются в противоположных направлениях и сталкиваются в специально отведенных для этого местах большого ускорительного кольца где и располагаются огромные детекторы элементарных частиц.
БАК на сегодня является самой крупной исследовательско-экспериментальной электроустановкой мира. Руководитель международного проекта по созданию БАК – физик-ядерщик Лин Эванс. В разработке и строительстве БАК с 2001 г. Участвовало более 10 тысяч ученых и инженеров из более чем 100 стран мира. Ориентировочная стоимость сооружения БАК – около 4,65 млрд. английских фунтов стерлингов.
Основная цель строительства БАК - уточнение или опровержение Стандартной модели. Он предоставляет огромные возможности для детального изучения взаимодействий в неисследованной области энергий масштаба 1 ТэВ, где, несомненно, существуют новые физические явления.
В основе работы ускорителя заложено взаимодействие заряженных частиц с электрическим и магнитным полями. Целый комплекс научных проблем, в числе которых изучение хиггсовского механизма, топкварков, кварк-глюонной плазмы, фотон-адронных и фотон-фотонных столкновений, поиск суперсимметрии, проверка экзотических теорий обусловили создание адронного коллайдера.
За все время работы БАК были достигнуты определенные результаты в следующих отраслях:
1. Открыт хиггсовский бозон с массой примерно 126 ГэВ.
2. Благодаря открытию хиггсовского бозона физики получили возможность напрямую измерять его свойства и сравнивать их с предсказаниями Стандартной модели – теоретической конструкции в физике элементарных частиц, описывающей электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц.
Подтверждены предположения Стандартной модели, а также вычислены подробные результаты реакции ядерного столкновения. До сих пор остаются открытыми вопросы происхождения Вселенной, в которой образовалось материи больше, чем антиматерии, хотя, теоретически, после Большого Взрыва антиматерии и материи должно было быть поровну. БАК поможет доказать или опровергнуть теорию о том, что кроме четырех измерений (пространства и времени) существуют и другие измерения, которые постулируются в «теории струн». На большом адронном коллайдере изучаются свойства плазмы при сверхвысоких температурах. Суть эксперимента Европейской лаборатории сводится к тому, чтобы смоделировать условия, которые были во Вселенной спустя доли микросекунды после Большого взрыва. Тогда можно будет ответить на вопросы образования нашего мира.
Большой адронный коллайдер имеет немалые возможности по части изучения микромира

. Помимо исследований бозонов Хиггса, эта машина пригодна для поиска новых бозонов, способных распадаться на электроны и позитроны, для выявления частиц, составляющих «темное вещество», для уточнения скрытых измерений пространства.
Скрытые измерения пространства представляются легендой теории суперструн в том варианте, который не выдержал испытания временем. Как пояснялось выше, так называемые скрытые измерения пространства, позаимствованные у писателя-фантаста Г. Дж. Уэллса, на деле представляют собой дополнительные степени свободы суперструн, а, проще говоря, направления их колебаний, дополнительные к колебаниям по длине, ширине и высоте. «Правильная» ориентация направлений колебаний имеется разве что у квантов пространства спатиев, которые трехмерны, а девять направлений колебаний суперструн, по-видимому, устроены более замысловато по отношению к трехмерному пространству, стереометрия которого задана особенностями спатиев. Если поиск скрытых измерений пространства представляется нам не физической, а филологической задачей, то изучение направлений колебаний суперструн, по-видимому, никак не зависит от мировоззрения исследователя.
Помимо поисков скрытых измерений пространства, ученые не прочь применить Большой адронный коллайдер для разысканий в области холодного «темного вещества». Представления о кандидатах на роль частиц «темного вещества» в науке крайне расплывчаты. «Темное вещество» состоит из частиц, суперсимметричных по отношению к элементарным частицам обычного «светлого вещества». Частиц «темного вещества» в принципе столько же, сколько частиц «светлого вещества», однако всякая частица «темного вещества» в 24 раза массивнее своего суперпартнера из «светлого вещества».
Между тем сложность обнаружения суперчастиц «темного вещества» состоит отнюдь не в его массивности. «Темное вещество» вступает в гравитационные взаимодействия благодаря деформации объемов колебаний своих суперструн. Поэтому гравитационное взаимодействие универсально для любого типа вещества как «светлого», так и «темного», ибо деформациям одинаково подвержено и то и другое вещество. Для «темного вещества» специфичны взаимодействия со скалярными полями снейтрино, сэлектронов и скварков. Эти поля не взаимодействуют со «светлым веществом», что делает «темное вещество» неуловимым для нас, хотя оно присутствует в любой точке вселенского пространства, в любом уголке Земли. По-видимому, можно спланировать получение суперчастиц на Большом адронном коллайдере, однако, признаем, успех в таком эксперименте еще не доказывает, что «темное вещество» состоит из суперчастиц. Здесь последнее слово останется за астрофизикой. Относительно поисков бозонов, распадающихся на электроны или позитроны, можно сказать следующее. Одна из линий развития элементарных частиц выглядит так: гравитон – гравитино – фотон – электрон – аксион – аксино, где аксион представляет собой скалярный бозон со спином 0 и массой в 0,001 ГэВ