Як виглядає великий адронний коллайдер зсередини, як це зроблено
Ще кілька років тому я поняття не мав що таке адронні колайдери, Бозон Хіггса і для чого тисячі вчених усього світу трудяться в величезному фізичному кампусі на кордоні Швейцарії і Франції, закопуючи в землю мільярди доларів.
Потім для мене, як і багатьох інших мешканців планети, стали звичними вираз Великий Адронний Коллайдер, знання про які стикаються в ньому на швидкості світла елементарних частинках і про одне з найбільших відкриттів останнього часу - бозон Хіггса.
2. Багато років тому ця картинка стала всесвітньо відомою. Багато хто вважає, що це і є Великий Адронний в розрізі. Насправді, це розріз одного з найбільших детекторів - CMS. Його діаметр становить близько 15 метрів. Це не найбільший детектор. Діаметр Atlas-а близько 22 метрів.
3. Щоб приблизно розуміти, що це взагалі таке і наскільки коллайдер великий, подивимося на супутникову карту.
Це передмісті Женеви, зовсім недалеко від Женевського озера. Саме тут базується величезний кампус ЦЕРНу, про який я окремо розповім трохи пізніше, і під землею на різних глибинах розташовується купа коллайдеров. Так Так. Він не один. Їх десяток. Великий Адронний просто вінчає цю структуру, образно кажучи, завершуючи ланцюжок коллайдеров, за якими розганяють елементарні частинки. Про це теж я розповім окремо, пройшовши разом з часткою від Великого (LHC) до самого першого, лінійного Linac.
Діаметр кільця LHC становить майже 27 кілометрів і він залягає на глибині трохи більше 100 метрів (на малюнку найбільше кільце).
У LHC є чотири детектори - Alice, Atlas, LHCb і CMS. Ми спускалися до детектора CMS.
4. Крім цих чотирьох детекторів, все інше простір під землею вдає із себе тунель, в якому розташовується безперервна кишка з ось таких синіх сегментів. Це магніти. Гігантські магніти, в яких створюється божевільне магнітне поле, в якому і рухаються зі швидкістю світла елементарні частинки.
Всього їх тисячі сімсот тридцять чотири.
5. Усередині магніт являє з себе ось таку складну структуру. Тут маса всього, але найголовніше - це дві порожнисті трубки всередині, в яких літають протонні пучки.
У чотирьох місцях (в тих самих детекторах) ці трубки перетинаються і протонні пучки стикаються. У тих місцях, де вони стикаються, протони розлітаються на різні частки, що і фіксують детектори.
Це якщо коротко говорити про те, що це за нісенітниця і як вона працює.
7. Так виглядає територія CMS. Ніяких тобі понтів у зовнішній обробці і супер-тачок на парковці. Але ж можуть собі дозволити. Просто нема чого.
9. Слава з нашими бейджами-пропусками.
Обов'язкові елементи працюють тут фізиків - шолом з ліхтарем і черевики з металевою пластиною на шкарпетці (щоб при падінні вантажу уберегти пальці ніг)
10. Обдаровані діти, захоплені фізикою. Через кілька хвилин збудеться їх місця - вони спустяться в Великий Адронний Коллайдер
11. Робочі грають в доміно відпочивають перед черговою зміною під землею
12. Контрольно-керуючий центр CMS. Сюди стікаються первинні дані від основних датчиків, що характеризують функціонування системи.
Під час роботи коллайдера, тут цілодобово працює команда з 8 чоловік.
14. На спеціальному технічному ліфті ми спускаємося на глибину понад 100 метрів, де розташований Коллайдер.
Ліфт є єдиним засобом порятунку персоналу в разі надзвичайної ситуації, тому що сходів тут немає. Тобто це найбезпечніше місце в CMS.
За інструкцією, в разі тривоги, весь персонал повинен негайно направлятися до ліфта.
Тут створюється надлишкової тиск, щоб в разі задимлення дим не потрапив всередину і люди не отримали отруєння.
15. Борис переживає, щоб не було задимлення
16. На глибині. Тут все пронизане комунікаціями
17. Нескінченні кілометри проводів і кабелів для передачі даних
18. Тут величезна кількість труб. Так звана кріогеніка. Справа в тому, що всередині магнітів для охолодження використовується гелій. Також необхідно охолодження інших систем, а також гідравліка.
20. Оптоволоконне безумство.
Комп'ютерні зали розташовані вище детектора, тому що тут зовсім невелике магнітне поле, що не перешкоджають роботі електроніки.
У самому детекторі збір даних здійснювати б не вдалося.
21. Глобальний тригер. Він складається з 200 комп'ютерів
22. Який там Apple? Dell.
23. Серверні шафи надійно замкнені
24. Кумедний малюнок на одному з робочих місць операторів.
26. На підході до самого детектору всюди таблички, що попереджають про радіаційну небезпеку
26. У всіх співробітників Коллайдера є персональні дозиметри, які вони зобов'язані піднести до зчитувального пристрою і зафіксувати свою присутність.
Дозиметр накопичує рівень радіації і в разі наближення до граничної дозі, інформує співробітника, а також он-лайн передає дані на пост управління, попереджаючи про те, що близько коллайдера знаходиться людина, яка в небезпеці
27. Перед самим детектором система доступу вищого рівня.
Ввійти можна, докладемо персональну карту, дозиметр і пройшовши сканування сітківки ока
28. Що я і роблю
29. І ось він - детектор. Невелике жало всередині - це щось схоже на патрон для дрилі, в якому розташовані ті величезні магніти, які зараз здавалися б зовсім маленькими. На даний момент магніти відсутні, тому що проходить модернізація
30. У робочому стані детектор з'єднаний і виглядає єдиним цілим
31. Вага детектора - 15 тисяч тонн. Тут створюється неймовірне за силою магнітне поле.
32. Порівняйте розміри детектора з людьми і технікою, які працюють внизу
33. Кабелі синього кольору - харчування, червоні - дані
34. Цікаво, що під час роботи Великий Адронний споживає за годину 180 мегават електроенергії.
35. Поточні роботи по обслуговуванню датчиків
36. Численні датчики
37. І харчування до них ... назад повертається оптоволокно
38. Погляд неймовірно розумної людини.
39. Півтори години під землею пролітає, як п'ять хвилин ... Піднявшись назад на тлінну землю, мимоволі замислюєшся ... ЯК це можна зробити.
І НАВІЩО вони це роблять ....
