Verskeie jare gelede is voorspel dat sodra die Hadron Collider in werking gestel is, die einde van die wêreld sou kom. Hierdie groot proton- en ioonversneller, gebou by die Switserse CERN, word met reg erken as die grootste eksperimentele fasiliteit ter wêreld. Dit is gebou deur tienduisende wetenskaplikes van baie lande van die wêreld. Dit kan werklik 'n internasionale instelling genoem word. Alles het egter op 'n heel ander vlak begin, eerstens, om die spoed van die proton in die versneller te kan bepaal. Dit gaan oor die skeppingsgeskiedenis en stadiums van ontwikkeling van sulke versnellers wat hieronder bespreek sal word.
Begin geskiedenis
Nadat die teenwoordigheid van alfa-deeltjies ontdek is en atoomkerne direk bestudeer is, het mense begin om daarmee te eksperimenteer. Aanvanklik was hier geen sprake van enige protonversnellers nie, aangesien die vlak van tegnologie relatief laag was. Die ware era van die skepping van versnellertegnologie het eers in30's van die vorige eeu, toe wetenskaplikes doelgerig begin het om partikelversnellingskemas te ontwikkel. Twee wetenskaplikes van die VK was die eerstes om 'n spesiale GS-spanninggenerator in 1932 te ontwerp, wat die ander toegelaat het om die era van kernfisika te begin, wat in die praktyk moontlik geword het.
Die voorkoms van die siklotron
Die siklotron, naamlik die naam van die eerste protonversneller, het in 1929 as 'n idee vir die wetenskaplike Ernest Lawrence verskyn, maar hy kon dit eers in 1931 ontwerp. Verbasend genoeg was die eerste monster klein genoeg, net sowat 'n dosyn sentimeter in deursnee, en kon dus protone net effens versnel. Die hele konsep van sy versneller was om nie 'n elektriese, maar 'n magnetiese veld te gebruik. Die protonversneller in so 'n toestand was nie daarop gemik om positief gelaaide deeltjies direk te versnel nie, maar om hul trajek te buig na so 'n toestand dat hulle in 'n geslote toestand in 'n sirkel gevlieg het.
Dit is wat dit moontlik gemaak het om 'n siklotron te skep, bestaande uit twee hol halwe skywe, waarbinne protone geroteer het. Alle ander siklotrone was op hierdie teorie gebaseer, maar om baie meer krag te kry, het hulle al hoe meer lomp geword. Teen die 40's het die standaardgrootte van so 'n protonversneller gelyk aan geboue begin wees.
Dit was vir die uitvinding van die siklotron dat Lawrence in 1939 met die Nobelprys in Fisika bekroon is.
Sinkrofasotrone
Terwyl wetenskaplikes egter probeer het om die protonversneller kragtiger te maak,Probleme. Dikwels was dit suiwer tegnies, aangesien die vereistes vir die resulterende medium ongelooflik hoog was, maar deels was dit in die feit dat die deeltjies eenvoudig nie versnel het soos van hulle vereis word nie.’n Nuwe deurbraak in 1944 is gemaak deur Vladimir Veksler, wat met die beginsel van outofasering vorendag gekom het. Verbasend genoeg het die Amerikaanse wetenskaplike Edwin Macmillan dieselfde 'n jaar later gedoen. Hulle het voorgestel om die elektriese veld so aan te pas dat dit die deeltjies self affekteer, indien nodig, om hulle aan te pas of omgekeerd, hulle vertraag. Dit het dit moontlik gemaak om die beweging van deeltjies in die vorm van 'n enkele tros te hou, en nie 'n vaag massa nie. Sulke versnellers word sinchrofasotron genoem.
Collider
Om die versneller protone tot kinetiese energie te laat versnel, het selfs kragtiger strukture begin nodig wees. Dit is hoe botsers gebore is, wat gewerk het deur twee strale deeltjies te gebruik wat in teenoorgestelde rigtings sou draai. En aangesien hulle na mekaar toe geplaas is, sou die deeltjies bots. Die idee is eers in 1943 deur die fisikus Rolf Wideröe gebore, maar dit was eers in die 60's moontlik om dit te ontwikkel, toe nuwe tegnologieë verskyn het wat hierdie proses kon uitvoer. Dit het dit moontlik gemaak om die aantal nuwe deeltjies wat as gevolg van die botsing sou verskyn, te vermeerder.
Alle ontwikkelings oor die daaropvolgende jare het direk gelei tot die bou van 'n groot fasiliteit - die Large Hadron Collider in 2008, wat in sy struktuur 'n ring van 27 kilometer lank is. Daar word geglo datdit is die eksperimente wat daarin uitgevoer word wat sal help om te verstaan hoe ons wêreld gevorm is, en sy diep struktuur.
Lansering van die Large Hadron Collider
Die eerste poging om hierdie botser in werking te stel is in September 2008 aangewend. 10 September word beskou as die dag van sy amptelike bekendstelling. Na 'n reeks suksesvolle toetse het 'n ongeluk egter plaasgevind - na 9 dae het dit misluk, en daarom is dit gedwing om te sluit vir herstelwerk.
Nuwe toetse het eers in 2009 begin, maar tot 2014 het die fasiliteit teen uiters lae energie gewerk om verdere onderbrekings te voorkom. Dit was in hierdie tyd dat die Higgs-boson ontdek is, wat 'n oplewing in die wetenskaplike gemeenskap veroorsaak het.
Op die oomblik word feitlik alle navorsing op die gebied van swaar ione en ligte kerne uitgevoer, waarna die LHC weer gesluit sal wees vir modernisering tot 2021. Daar word geglo dat dit tot ongeveer 2034 sal kan werk, waarna verdere navorsing die skepping van nuwe versnellers sal verg.
Vandag se skildery
Op die oomblik het die ontwerplimiet van versnellers sy hoogtepunt bereik, so die enigste opsie is om 'n lineêre protonversneller te skep soortgelyk aan dié wat tans in medisyne gebruik word, maar baie kragtiger. CERN het probeer om 'n miniatuurweergawe van die toestel te herskep, maar daar was geen merkbare vordering op hierdie gebied nie. Hierdie model van 'n lineêre botser word beplan om direk aan die LHC gekoppel te word om dit uit te lokdie digtheid en intensiteit van protone, wat dan direk in die botser self gerig sal word.
Gevolgtrekking
Met die koms van kernfisika het die era van ontwikkeling van partikelversnellers begin. Hulle het deur talle stadiums gegaan, wat elkeen talle ontdekkings gebring het. Nou is dit onmoontlik om 'n persoon te vind wat nog nooit in sy lewe van die Large Hadron Collider gehoor het nie. Hy word in boeke, films genoem - en voorspel dat hy sal help om al die geheime van die wêreld te onthul of dit eenvoudig te beëindig. Dit is nie vir seker waartoe al die CERN-eksperimente sal lei nie, maar met die gebruik van versnellers kon wetenskaplikes baie vrae beantwoord.
