25.11.2020 | Svátek má Kateřina


VĚDA: Nový harmonogram spouštění urychlovače LHC

18.2.2009

CERN (Evropská organizace pro jaderný výzkum) oznámil nový harmonogram opětovného spuštění největšího částicového urychlovače na světě - LHC (Large Hadron Collider, velký hadronový urychlovač). Toto zařízení dokáže urychlit dva protiběžné svazky protonů takřka na 99,9999991 % rychlosti světla a v místě jejich srážky navodit podmínky srovnatelné s těmi, které panovaly zlomky vteřiny po velkém třesku. Tím umožní vědcům poodhalit taje vzniku hmoty.

Urychlovač LHC byl poprvé spuštěn v testovacím provozu 10. září 2008 a 21. října za přítomnosti významných hostů oficiálně předán do provozu. Bohužel, závada na supravodivém spoji, která se projevila při zátěžovém testu, přibližně týden po prvním spuštění způsobila, že urychlovač musel být opět odstaven.

LHC

Nový harmonogram počítá s opětovným spuštěním na konci září 2009 a s nepřetržitým provozem urychlovače až do podzimu roku 2010. Tento plán by měl umožnit fyzikům získat dostatek dat pro analýzu očekávaných nových jevů.

Samotný urychlovač se skládá z více než 9 000 elektromagnetů, z nichž největší část tvoří 1232 supravodivých dipólů, které vedou svazky urychlených protonů po 27 km dlouhé kruhové dráze urychlovače. Protože se částice svazku pohybují nepředstavitelně vysokou rychlostí, je k jejich vedení potřeba magnetické pole o síle 8,3 Tesla (pro představu obyčejný nástěnkový magnet má sílu do 10 mT, tedy milionkrát méně). K tomu, aby magnety byly schopné indukovat takto silné magnetické pole, protéká jimi proud v řádu 12 000 A (pro srovnání: varná konvice má odběr 5-10 A, pravda, při mnohem vyšším napětí). Pro dosažení supravodivosti se musí cívky elektromagnetů chladit na -271°C (dva stupně nad absolutní nulou), což je méně než teplota vesmíru obklopujícího Zemi.

Co se přesně stalo 19. září 2008? Pravděpodobná vada při konstrukci elektrického spoje mezi dvěma magnety způsobila ztrátu supravodivosti tohoto, který se následně díky neuvěřitelnému proudu protékajícímu celým systémem během vteřiny doslova vypařil. Tím došlo k porušení pláště magnetu a následující rychlá expanze kapalného hélia používaného k chlazení vyvolala tlakovou vlnu, která svou silou poškodila i okolní magnety.

Ačkoliv samotné opravné práce nepřesáhnou několik měsíců, nutnost zahřátí urychlovače na "pokojovou" teplotu a jeho opětovné schlazení dobu opravy značně prodlouží. Doba odstávky bude využita k pečlivé kontrole ostatních spojů a instalaci nových bezpečnostních a monitorovacích prvků.

Ač je odložení spuštění smutnou zprávou pro všechny vědce, je potřeba dodat, že LHC je naprosto unikátní zařízení, které svým rozsahem nemá obdoby - jedná se o největší dosud postavený supravodivý stroj na Zemi a nejchladnější objekt obdobné velikosti v celé sluneční soustavě, mnoho součástek muselo být pro LHC vynalezeno - proto lze jisté problémy při spouštění označit za pochopitelné.

LHC - detail spoje

CERN se nachází na okraji Ženevy na hranicích Švýcarska a Francie v malebném kraji obklopeném bělostnými vrcholky věčně zasněžených Alp. Laboratoř s více než 50letou historií společně založily evropské země jako vědeckou protiváhu USA. Ve svém oboru se díky společnému evropskému úsilí CERN drží na světové špičce a jaderná fyzika se díky němu stala jednou z mála oblastí, ve které nejlepší světové mozky míří do Evropy.

Hlavním posláním organizace s rozpočtem cca. 20 mld. Kč ročně je základní výzkum v oblasti stavby, podstaty a vzniku hmoty jako takové. Největším zařízením laboratoře je zmíněný gigantický urychlovač LHC, jehož cena se vyšplhala až na cca 150 mld. Kč.

Asi nejznámějším "vedlejším produktem" zdejšího výzkumu je world wide web, neboli internet, tak jak jej známe dnes - právě v CERNu totiž vynalezli, původně pro vědecké účely, způsob, jak na existující, avšak nudnou americkou počítačovou síť přinést barevné stránky s obrázky, které se staly fenoménem začátku 21. století.

Odkazy
- CERN
- Brožura o LHC
- LHC na Wikipedii

Obrázky
- Tunel s urychlovačem LHC
- Detail supravodivého spoje

Autor pracuje v CERNu, autor je členem Mensy ČR

www.tomaskubes.net








 Neviditelný pes
Toto je DENÍK: do sítě jde obvykle nejpozději do 8.00 hod. aktuálního dne. Pokud zaspím, opiji se, zešílím nebo se zastřelím, patřičně na to upozorním - neboť jen v takovém případě vyjde Pes jindy, eventuálně nikdy.
Šéfredaktor Ondřej Neff (nickname Aston), příspěvky laskavě posílejte na adresu redakce Jiřímu Wagnerovi, redaktorovi NP (nickname JAG). Rubriku Zvířetník vede Lika.