Bir necha yil oldin Adron Kollayderi ishga tushirilishi bilanoq dunyoning oxiri kelishi bashorat qilingan edi. Shveytsariyaning CERN markazida qurilgan bu ulkan proton va ion tezlatkichlari haqli ravishda dunyodagi eng yirik eksperimental inshoot sifatida tan olingan. Uni dunyoning ko'plab mamlakatlaridan kelgan o'n minglab olimlar qurgan. Uni haqiqatan ham xalqaro institut deb atash mumkin. Biroq, hamma narsa, birinchi navbatda, tezlatgichdagi proton tezligini aniqlay olish uchun butunlay boshqacha darajada boshlandi. Bu shunday tezlatgichlarning yaratilish tarixi va rivojlanish bosqichlari haqida quyida muhokama qilinadi.
Boshlanish tarixi
Alfa zarralari borligi aniqlangandan va atom yadrolari toʻgʻridan-toʻgʻri oʻrganila boshlanganidan soʻng odamlar ular ustida tajriba oʻtkazishga harakat qila boshladilar. Dastlab, bu erda proton tezlatgichlari haqida hech qanday gap yo'q edi, chunki texnologiya darajasi nisbatan past edi. Tezlatgich texnologiyasini yaratishning haqiqiy davri faqat yilda boshlanganO'tgan asrning 30-yillari, olimlar zarrachalarni tezlashtirish sxemalarini maqsadli ravishda ishlab chiqishni boshlaganlarida. Buyuk Britaniyaning ikki olimi 1932 yilda birinchi bo'lib maxsus doimiy kuchlanish generatorini loyihalashtirdilar, bu esa boshqalarga yadro fizikasi davrini boshlash imkonini berdi va bu amalda mumkin bo'ldi.
Siklotronning koʻrinishi
Siklotron, ya'ni birinchi proton tezlatgichining nomi 1929 yilda olim Ernest Lourensga g'oya sifatida paydo bo'lgan, ammo u uni faqat 1931 yilda loyihalashtira oldi. Ajablanarlisi shundaki, birinchi namuna etarlicha kichik, diametri atigi o'nlab santimetr edi va shuning uchun protonlarni biroz tezlashtira oldi. Uning tezlatgichining butun kontseptsiyasi elektrdan emas, balki magnit maydondan foydalanish edi. Bunday holatdagi proton tezlatgichi musbat zaryadlangan zarralarni to‘g‘ridan-to‘g‘ri tezlashtirishga emas, balki ularning trayektoriyasini shunday holatga egrilab, ular yopiq holatda aylana bo‘ylab uchib ketishga qaratilgan edi.
Bu ikkita ichi bo'sh yarim disklardan iborat siklotronni yaratishga imkon berdi, uning ichida protonlar aylanadi. Boshqa barcha siklotronlar ushbu nazariyaga asoslangan edi, lekin ko'proq kuchga ega bo'lish uchun ular tobora kuchayib boraverdi. 40-yillarga kelib, bunday proton tezlatgichining standart o'lchami binolarga tenglasha boshladi.
Siklotron ixtirosi uchun Lorens 1939-yilda fizika boʻyicha Nobel mukofotiga sazovor boʻlgan.
Sinxrofazotronlar
Biroq, olimlar proton tezlatgichini yanada kuchliroq qilishga harakat qilganda,Muammolar. Ko'pincha ular faqat texnik edi, chunki hosil bo'lgan muhitga qo'yiladigan talablar nihoyatda yuqori edi, lekin qisman ular zarrachalar ulardan talab qilinganidek tezlashmaganida edi. 1944 yilda yangi yutuqni avtofazalash tamoyilini ishlab chiqqan Vladimir Veksler amalga oshirdi. Ajablanarlisi shundaki, amerikalik olim Edvin Makmillan bir yildan keyin xuddi shunday qildi. Ular elektr maydonini zarrachalarning o'ziga ta'sir qiladigan tarzda sozlashni taklif qilishdi, agar kerak bo'lsa, ularni sozlash yoki aksincha, sekinlashtirish. Bu zarrachalarning harakatini loyqa massa emas, balki bitta to'plam shaklida saqlashga imkon berdi. Bunday tezlatgichlar sinxrofasotron deb ataladi.
Kollayder
Tezlatgich protonlarni kinetik energiyaga tezlashtirishi uchun undan ham kuchli tuzilmalar talab etila boshlandi. Qarama-qarshi yo'nalishda aylanadigan ikkita zarracha nurlari yordamida ishlaydigan kollayderlar shunday tug'ildi. Va ular bir-biriga qarab joylashtirilgani uchun zarralar to'qnashadi. G'oya birinchi marta 1943 yilda fizik Rolf Videryo tomonidan tug'ilgan, ammo uni 60-yillarga qadar, bu jarayonni amalga oshiradigan yangi texnologiyalar paydo bo'lgunga qadar ishlab chiqish mumkin emas edi. Bu toʻqnashuv natijasida paydo boʻladigan yangi zarrachalar sonini koʻpaytirish imkonini berdi.
Keyingi yillardagi barcha ishlanmalar toʻgʻridan-toʻgʻri ulkan obʼyekt – 2008 yilda Katta adron kollayderining qurilishiga olib keldi, uning tuzilishida uzunligi 27 kilometr boʻlgan halqa. Bunga ishoniladiaynan unda o'tkazilgan tajribalar dunyomiz qanday shakllanganini va uning chuqur tuzilishini tushunishga yordam beradi.
Katta adron kollayderining ishga tushirilishi
Ushbu kollayderni ishga tushirishga birinchi urinish 2008-yil sentabr oyida qilingan. 10 sentyabr uning rasmiy ishga tushirilgan kuni hisoblanadi. Biroq, bir qator muvaffaqiyatli sinovlardan so'ng, baxtsiz hodisa yuz berdi - 9 kundan keyin u muvaffaqiyatsizlikka uchradi va shuning uchun uni ta'mirlash uchun yopishga majbur bo'ldi.
Yangi sinovlar faqat 2009-yilda boshlangan, ammo 2014-yilgacha ob'ekt keyingi buzilishlarning oldini olish uchun juda past energiyada ishlagan. Aynan o'sha paytda Xiggs bozoni kashf etilgan bo'lib, bu ilmiy hamjamiyatning ko'tarilishiga sabab bo'ldi.
Ayni paytda og'ir ionlar va engil yadrolar sohasida deyarli barcha tadqiqotlar olib borilmoqda, shundan so'ng LHC 2021 yilgacha modernizatsiya uchun yana yopiladi. Taxminan 2034 yilgacha ishlay oladi, deb ishoniladi, shundan keyin keyingi tadqiqotlar yangi tezlatkichlarni yaratishni talab qiladi.
Bugungi rasm
Ayni damda tezlatkichlarning dizayn chegarasi oʻzining eng yuqori choʻqqisiga yetdi, shuning uchun yagona variant tibbiyotda qoʻllanilayotganlarga oʻxshash chiziqli proton tezlatkichini yaratish, lekin ancha kuchliroqdir. CERN qurilmaning miniatyura versiyasini qayta yaratishga harakat qildi, biroq bu sohada sezilarli taraqqiyot kuzatilmadi. Chiziqli kollayderning ushbu modeli provokatsiya qilish uchun LHC ga to'g'ridan-to'g'ri ulanishi rejalashtirilganprotonlarning zichligi va intensivligi, keyinchalik ular to'g'ridan-to'g'ri kollayderning o'ziga yo'n altiriladi.
Xulosa
Yadro fizikasining paydo boʻlishi bilan zarracha tezlatgichlarining rivojlanish davri boshlandi. Ular ko'p bosqichlarni bosib o'tdilar, ularning har biri ko'plab kashfiyotlar olib keldi. Endi umrida Katta adron kollayderi haqida eshitmagan odamni topish mumkin emas. U kitoblarda, filmlarda tilga olinadi - u dunyoning barcha sirlarini ochishga yoki uni tugatishga yordam berishini bashorat qiladi. Barcha CERN tajribalari nimaga olib kelishi aniq noma'lum, ammo tezlatkichlar yordamida olimlar ko'plab savollarga javob berishga muvaffaq bo'lishdi.
