Контрольная работа на тему Тема на выбор

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 7
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 8

Введение:

Из известных экспериментов Эрнеста Резерфорда по рассеянию альфа-частиц из радиоактивного источника на цели, которые позволили подтвердить гипотезу "солнечной" модели атома, физики пытались найти способ получить быстрые частицы для исследования материи. Таким образом, они придумали ускорители-устройства, которые ускоряют частицы до определенного уровня энергии.
Ускоритель действует на частицу, даже искусственно созданную, только если она имеет электрический заряд. Такие частицы реагируют на воздействие электрических и магнитных полей, в результате чего ускорители одновременно ускоряют их и контролируют их движение.
Эти устройства нашли широкое применение в различных областях науки и промышленности. На сегодняшний день их более 30 000 по всему миру. Для физика ускорители заряженных частиц служат инструментом для фундаментальных исследований структуры атомов, природы ядерных сил, а также свойств ядер, которые не встречаются в природе.
Однако для выполнения более сложного опыта необходимы ускорители, способные ускорять частицы до высоких энергий, которые имеют большую мощность.
Цель работы – изучить адронный коллайдер.
Задачи, которые надо решить для достижения цели:
1)Изучить устройство аппарата.
2)Ознакомиться с принципом работы.
3)Выявить цель создания

Заключение:

Активные работы по созданию коллайдеров начались одновременно в конце 1950-х годов в лабораториях Фраскати (Италия), SLAC (США) и ИЯФ (СССР).
В физике существует теория взаимодействия элементарных частиц, называемая "стандартной моделью". Коллайдер помогает изучать частицы. Он ускоряет их до скорости, близкой к скорости света.
Они сталкиваются друг с другом, и ученые наблюдают за этим. Некоторые частицы образуются только там, в зависимости от условий, которые им создает коллайдер.
Ученые получают либо некоторые интересные эффекты, либо даже новые частицы, неизвестные науке. Открытия с помощью коллайдера позволяют вам лучше понять, как устроен мир и какие супертехнологии могут быть созданы в будущем.
Стандартная модель описывает все известные силы и частицы во Вселенной. Грубо говоря, это "теория всего", с которой ученые должны работать.
Но это еще не все, и поскольку ученые исследуют вещи, с которыми мы не знакомы, такие как темная материя и темная энергия, им, возможно, придется расширить стандартную модель.
За Большим адронным коллайдером стоит будущее нашей науки и, возможно, планеты. Кто знает, что они откроют в будущем. Но чтобы этого не было-это, безусловно, принесет нам пользу.

Фрагмент текста работы:

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Адронный коллайдер - это ускоритель, который ускоряет частицы высокой энергии почти до скорости света, подвергая их воздействию электромагнитных полей.
Это устройство получило свое название, потому что оно работает с определенным классом частиц-адронами (составными частицами, подверженными сильному ядерному взаимодействию) — и в процессе сталкивается с ними.
Первая основная характеристика коллайдера - энергия его пучков - выбирается исходя из задач физики элементарных частиц, которые предполагается решать при его создании. Обычно круг этих задач оказывается весьма широким.
Светимость коллайдера является его второй важнейшей характеристикой. С увеличением светимости увеличивается число сталкивающихся частиц.
Можно выделить сам ускоритель и несколько детекторов, построенных вокруг точек столкновения протонов. В каждом из двух встречных пучков-много миллиардов протонов, поэтому полная энергия, запасенная в пучке, очень велика.
Детекторы представляют собой отдельные экспериментальные установки по своей сложности, которые не уступают самому кольцу ускорителя.
Установка состоит из 4 основных компонентов:
Соленоидный магнит - это самый большой магнит в мире, который служит для изгиба пути заряженных частиц, извергающихся из точки столкновения.
Искажение траектории позволяет различать положительно и отрицательно заряженные частицы (поскольку они изгибаются в противоположных направлениях), а также измерять импульсы, величина которых зависит от кривизны траектории. Огромный размер соленоида позволяет размещать трекеры и калориметры внутри катушки.
Кремниевый трекер-состоит из 75 миллионов отдельных электронных датчиков, расположенных в концентрических слоях. Когда заряженная частица летит через слои индикатора, она передает часть энергии каждому слою, объединение этих точек столкновения частицы с различными слоями позволяет дополнительно определить ее траекторию.
Калориметры-электронные и адронные.
Субдетекторы-позволяют обнаруживать мюоны. Представлено 1400 мюонных камер, расположенных слоями вне катушки, чередующихся с металлическими пластинами "хамута".
Принцип работы следующий. Ученые приводят к входу, в маленьком кольце, почти до скорости света, атомы водорода, разделенные на протоны. Затем они стреляют в противоположные стороны и используют высокоточные датчики для анализа того, что произошло при столкновении. Два пучка субатомных частиц (андронов) будут двигаться навстречу друг другу, собирая больше энергии с каждым кругом. При этом используется 1624 сверхпроводящих магнита для удержания и коррекции частиц, которые работают при -271.
Первый в мире адронный коллайдер был запущен в 1971 году. Европейская организация ядерных исследований (ЦЕРН). Устройство было небольшим, длиной 943 м, а максимальная энергия частиц, до которой оно могло их разогнать, составляла 28 ГэВ.
В течение 1980-х годов работа была остановлена и сосредоточена на финансировании, которое пошло на ее обслуживание для создания более мощного электрон-позитронного коллайдера.
Последний работал до 2001 года, пока его не заменил Большой адронный коллайдер — безусловно, самый мощный адронный ускоритель в мире.
Чтобы понять, как структурированы элементарные частицы, из чего они состоят и на какие воздействия они подвергаются, ученые ускоряют их до огромных скоростей, а затем толкают их.
В результате столкновения частицы на короткое время расщепляются, и с помощью специальных детекторов можно зафиксировать отдельные компоненты, на которые распались первичные частицы. Таким образом, ученые изучают свойства уже известных элементарных частиц, а также открывают новые.
Из-за небольшого размера элементарных частиц их невозможно увидеть и потрогать, а изучение не так просто. Кроме того, сама Вселенная позаботилась о "сохранении" элементарных частиц: многие фундаментальные частицы в настоящее время не существуют.
Вся текущая материя состоит из нескольких типов фермионов, а другие частицы существовали только во время Большого Взрыва и на сегодняшний день могут быть идентифицированы только в специальных коллайдерах.
Знаменитый бозон Хиггса, существование которого было теоретически оправдано еще в 1964 году. После многих лет экспериментов он был обнаружен Большим адронным коллайдером в 2012 году.
В основе работы коллайдеров, как и всех ускорителей, лежит взаимодействие заряженных частиц с электрическими и магнитными полями. Электрическое поле способно воздействовать непосредственно на частицу, то есть увеличивать ее энергию. Магнитное поле, создавая силу Лоренца, просто отталкивает частицу, не изменяя ее энергию, и определяет орбиту, по которой движутся частицы.