21 октября, 2016 
adminGWP
Большой адронный коллайдер в ЦЕРН-крупнейший в мире ускоритель частиц. И стоит дом, по крайней мере, за рамки экспериментов, которые сейчас проводятся. Но эксперименты достигли таких масштабов, что физики не может построить их самостоятельно. В этом помощью квалифицированных инженеров. Вы хотите узнать, как физиков и инженеров, которые работают на обновление танка и создание преемника знаменитого ускорителя частиц?
За пределами ЦЕРН, здания из стекла и бетона с 1960-х годов. Его часто называют картины будущего, как это предусмотрено люди 50 лет назад. Кафе ничем не отличается от других людей со всего мира, среди которых вы никогда не встречали так много лауреатов Нобелевской премии. Но реальная работа происходит под поверхностью. Тоннель, в котором находится коллайдер, длиной 27 километров, и кольцевой линии лондонского метрополитена (протяженность московского метро метро — 19.4 км). Но если глубокая линия из Лондона и в глубину 60 метров, танк находится на глубине 175 метров. В туннеле оборудование собрано 50 000 тонн — шесть Эйфелевых башен.
Идея работает при столкновении двух Пучков частиц с очень высокой энергией, путешествий в кругу почти со скоростью света до столкновения. Этими частицами являются протоны — положительно заряженные частицы, которые являются частью ядра атома наряду с нейтронами, которые притягиваются к отрицательно заряженным пластинам. Металлические камеры «радиочастотные полости», содержащие сильные электромагнитные поля, которая используется для ускорения протонов.
Бак расположен на одном из самых мощных магнитов в мире ускорителя и крупнейшая в мире система сверхпроводников из 10 000 сверхпроводящих магнитов. При низкой температуре их провода имеют нулевое электрическое сопротивление, и, следовательно, может создавать сильные магнитные поля. Бака также питается мощный ток с высокой точностью и разгоняет пучки протонов до энергии 13 Тэв. Чтобы построить ускоритель типа бак, нужно электротехники, инженеры-электрики, инженеры-механики и инженеры-строители с широким спектром специальностей, в том числе системы радиочастотной ускорение, криогенная техника, контроль, прокладывания туннелей и механической стабильностью.
Энергия, запасенная в каждого луча примерно равна мощности двигателя, реактивный самолет двигаясь со скоростью на старте, и может расплавить 12 тонн меди. Используемые материалы должны быть в состоянии принять удар на себя, а это требует много инженеров, которые будут тестировать их и система управления, так что луч не направить всю свою энергию в одном месте. Энергетический менеджмент-это также сложная задача — танк требует 120 МВт, что составляет 10% от общего энергетического баланса в Женеве, и 50% из крупнейших электростанций в северо-западной части Англии.
Рискованный бизнес
Во время работы машины слишком радиоактивны, чтобы быть людьми. Излучение рождается, когда протоны взаимодействуют с ядрами окружающего материала или газа. Но каждые несколько лет, идея в том, чтобы выключить на долгое время, так что инженеры могут установить новые компоненты. На поверхности вход в ускоритель педаль выглядит как стройке, и шлемы одевать обязательно. Рисков много — протоны сталкиваются со стенками и обеспечивают высокий уровень радиации, и шквал частиц, высокое напряжение, замкнутые пространства, блуждающих холодные криогенные газы, потолок падение тяжелых предметов, а на самом деле в туннеле, глубоко под поверхностью, что становится не по себе.
Придется ждать, пока лифт до глубины души. Детекторов, что само по себе довольно большой, но когда вы подходите ближе и понимаете, что все это мелкая электроника упакованные в каждый квадратный сантиметр детектора трехэтажный, только так вы можете понять, какой техники, который участвует. То же самое относится и к туннелям.
Много технической работы, которая не выполняется в тоннелях в ЦЕРНЕ, и в лабораториях и на сборочных площадках. Университет Ланкастера участвует в тестировании быстрее полостей в бак. Мощные усилители ВЧ (как большие мобильные телефоны), оболочки полости, чтобы проверить, смогут ли они выдержать массивные электрические поля, которые создаются в ускорителе частиц. Из-за процессов радиационного контроля осуществляется в помещении, заполненном компьютерами и электроникой. Полости чувствительна к пыли и грязи, они могут потерпеть неудачу. Таким образом, очищенная вода настолько чистая, что можно слизать с пола. Для обработки поверхностного слоя-это также смесь жирных кислот, которая основана на очень сильной плавиковой кислоты.
«Часто эти испытания проходят все время, так что один из нас — Грэм — 24 часа в бетонной комнате без окон, глядя на экран», — говорит один из сотрудников ЦЕРНА. «Но если вы знаете, что находится на экране, и это означает, что каждая волна, это не так скучно.»
ЦЕРН производит широкий спектр специальных компонентов себя, поэтому, с твердым машины для сварки и резки, который использует лучшие технологии в мире.
В настоящее время инженеры работают с физиками дизайна преемника танка, который находится в 100 км в окружности. Но первый танк будет модернизирована для того, чтобы обрабатывать в десять раз больше столкновений и быстрее, чтобы позволить физикам обнаружить новые частицы.
Как инженеры армии, танк борется с отсутствием сна и загрязнения
Илья Весь
Опубликовано в рубрике