Hoe De Large Hadron Collider Werkt

{h1}

De large hadron collider is een gigantische machine waarvan wetenschappers hopen dat ze het universum zullen helpen begrijpen. Meer informatie over de large hadron collider.

Honderd meter (of ongeveer 328 voet) ondergronds, onder de grens tussen Frankrijk en Zwitserland, is er een cirkelmachine die ons de geheimen van het universum zou kunnen onthullen. Of, volgens sommige mensen, zou het in plaats daarvan al het leven op aarde kunnen vernietigen. Op de een of andere manier is het 's werelds grootste machine en zal het de kleinste deeltjes van het universum onderzoeken. Het is de Large Hadron Collider (LHC).

De LHC maakt deel uit van een project dat wordt ondersteund door de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek, ook bekend als CERN. De LHC sluit zich aan bij het versnellingscomplex van CERN buiten Genève, Zwitserland. Als het eenmaal is ingeschakeld, zal de LHC bundels protonen en ionen laten slingeren met een snelheid die de snelheid van het licht nadert. De LHC zal ervoor zorgen dat de balken met elkaar botsen en neemt de resulterende dan op events veroorzaakt door de botsing. Wetenschappers hopen dat deze gebeurtenissen ons meer zullen vertellen over hoe het universum is begonnen en waar het van is gemaakt.

De LHC is de meest ambitieuze en krachtige deeltjesversneller die tot nu toe is gebouwd. Duizenden wetenschappers uit honderden landen werken samen - en concurreren met elkaar - om nieuwe ontdekkingen te doen. Zes locaties langs de omtrek van de LHC verzamelen gegevens voor verschillende experimenten. Sommige van deze experimenten overlappen elkaar en wetenschappers proberen de eerste te zijn die belangrijke nieuwe informatie ontdekt.

Het doel van de Large Hadron Collider is om onze kennis over het universum te vergroten. Hoewel de ontdekkingen die wetenschappers zullen doen, kunnen leiden tot praktische toepassingen verderop, is dat niet de reden waarom honderden wetenschappers en ingenieurs de LHC bouwden. Het is een machine gebouwd om ons begrip te vergroten. Gezien de LHC miljarden dollars kost en de medewerking van een groot aantal landen vereist, kan het ontbreken van een praktische toepassing verrassend zijn.

- Wat hopen wetenschappers te vinden door de LHC te gebruiken? Blijf lezen om erachter te komen.

-

-

Waar zoekt de LHC naar?

Constructie van de Large Hadron Collider

Constructie van de Large Hadron Collider

In een poging ons universum te begrijpen, inclusief hoe het werkt en de feitelijke structuur, hebben wetenschappers een theorie voorgesteld genaamd de standaard model. Deze theorie probeert de fundamentele deeltjes te definiëren en te verklaren die het universum maken tot wat het is. Het combineert elementen van Einstein's relativiteitstheorie met Kwantum theorie. Het behandelt ook drie van de vier fundamentele krachten van het universum: sterke nucleaire kracht, zwakke kernkracht en elektromagnetische kracht. Er wordt niet ingegaan op de effecten van zwaartekracht, de vierde fundamentele kracht.

Het standaardmodel maakt verschillende voorspellingen over het universum, waarvan vele volgens verschillende experimenten waar lijken te zijn. Maar er zijn nog andere aspecten van het model die onbewezen blijven. Een daarvan is een theoretisch deeltje genaamd de Higgs deeltje.

Het deeltje van het Higgs-deeltje kan vragen over de massa beantwoorden. Waarom heeft materie massa? Wetenschappers hebben deeltjes geïdentificeerd die geen massa hebben, zoals neutrino's. Waarom zou een deeltje massa hebben en een ander gebrek eraan? Wetenschappers hebben veel ideeën voorgesteld om het bestaan ​​van massa te verklaren. De eenvoudigste hiervan is het Higgs-mechanisme. Deze theorie zegt dat er een deeltje en een overeenkomstige mediërende kracht kan zijn die zou verklaren waarom sommige deeltjes massa hebben. Het theoretische deeltje is nooit waargenomen en bestaat misschien zelfs niet. Sommige wetenschappers hopen dat de gebeurtenissen die door de LHC zijn gecreëerd ook bewijs zullen vinden voor het bestaan ​​van het Higgs-deeltje. Anderen hopen dat de gebeurtenissen hints zullen geven van nieuwe informatie die we nog niet eens hebben overwogen.

Een andere vraag die wetenschappers hebben over materie gaat over vroege toestanden in het universum. Tijdens de vroegste momenten van het universum werden materie en energie gekoppeld. Vlak nadat materie en energie gescheiden zijn, deeltjes materie en antimaterie vernietigde elkaar. Als er een gelijke hoeveelheid materie en antimaterie zou zijn geweest, zouden de twee soorten deeltjes elkaar hebben geannuleerd. Maar gelukkig voor ons was er een beetje meer materie dan antimaterie in het universum. Wetenschappers hopen dat ze antimaterie kunnen waarnemen tijdens LHC-evenementen. Dat zou ons kunnen helpen begrijpen waarom er een minuscuul verschil was in de hoeveelheid materie versus antimaterie toen het universum begon.

Donkere materie kan ook een belangrijke rol spelen in LHC-onderzoek. Ons huidige begrip van het universum suggereert dat de materie die we kunnen waarnemen slechts ongeveer 4 procent uitmaakt van alle zaken die moeten bestaan. Wanneer we kijken naar de beweging van sterrenstelsels en andere hemellichamen, zien we dat hun bewegingen suggereren dat er veel meer materie in het universum is dan we kunnen waarnemen. Wetenschappers noemden deze niet-detecteerbare materiële donkere materie. Samen kunnen waarneembare materie en donkere materie ongeveer 25 procent van het universum uitmaken. De andere driekwart zou komen van een kracht genaamd donkere energie, een hypothetische energie die bijdraagt ​​aan de uitbreiding van het universum. Wetenschappers hopen dat hun experimenten verder bewijs zullen leveren voor het bestaan ​​van donkere materie en donkere energie of bewijs leveren dat een alternatieve theorie zou kunnen ondersteunen.

Dat is echter slechts het topje van de ijsberg van de deeltjesfysica. Er zijn nog meer exotische en contra-intuïtieve dingen die de LHC kan opduiken. Zoals? Ontdek het volgende gedeelte.

Big Bang op een kleine schaal

Door protonen hard en snel genoeg samen te smelten, zorgt de LHC ervoor dat protonen uit elkaar breken en kleiner worden atomaire subdeeltjes. Deze kleine subdeeltjes zijn zeer onstabiel en bestaan ​​slechts een fractie van een seconde voordat ze vervallen of recombineren met andere subdeeltjes. Maar volgens de oerknaltheorie bestond alle materie in het vroege universum uit deze kleine subdeeltjes. Terwijl het universum expandeerde en koelde, combineerden deze deeltjes tot grotere deeltjes zoals protonen en neutronen.

LHC Research: The Strange Stuff

Dit gebouw huisvest de onderzoeksfaciliteit op 100 meter boven de Compact Muon Solenoid (CMS) -detector.

Dit gebouw huisvest de onderzoeksfaciliteit op 100 meter boven de Compact Muon Solenoid (CMS) -detector.

Als theoretische deeltjes, antimaterie en donkere energie niet ongebruikelijk genoeg zijn, geloven sommige wetenschappers dat de LHC bewijzen van andere dimensies kan vinden. We zijn gewend om in een wereld van vier dimensies te leven - drie ruimtelijke dimensies en tijd. Maar sommige natuurkundigen theoretiseren dat er andere dimensies kunnen zijn die we niet kunnen waarnemen. Sommige theorieën hebben alleen zin als er meerdere dimensies in het universum zijn. Bijvoorbeeld een versie van snaartheorie vereist het bestaan ​​van niet minder dan 11 dimensies.

Snaartheoretici hopen dat de LHC bewijs zal leveren om hun voorgestelde model van het universum te ondersteunen. De snaartheorie stelt dat de fundamentele bouwsteen van het universum geen deeltje is, maar een snaar. Strings kunnen open of gesloten zijn. Ze kunnen ook trillen, vergelijkbaar met de manier waarop de snaren op een gitaar trillen wanneer ze worden geplukt. Verschillende vibraties laten de snaren verschillende dingen zien. Een snaar die op één manier trilt, verschijnt als een elektron. Een andere snaar die op een andere manier trilt, zou een neutrino zijn.

Sommige wetenschappers hebben de snaartheorie bekritiseerd en beweren dat er geen bewijs is dat de theorie zelf ondersteunt. De snaartheorie neemt de zwaartekracht op in het standaardmodel - iets dat wetenschappers niet kunnen doen zonder een extra theorie. Het verzoent Einstein's theorie van algemene relativiteit met de Quantum Field Theory. Maar er bestaat nog steeds geen bewijs dat deze snaren bestaan. Ze zijn veel te klein om te observeren en op dit moment is er geen manier om ze te testen. Dat heeft ertoe geleid dat sommige wetenschappers de snaartheorie als meer een filosofie dan een wetenschap hebben afgewezen.

-String-theoretici hopen dat de LHC de mening van critici zal veranderen. Ze zijn op zoek naar tekenen van supersymmetrie. Volgens het standaardmodel heeft elk deeltje een anti-deeltje. Het antideeltje voor een elektron (een deeltje met een negatieve lading) is bijvoorbeeld een positron. Supersymmetrie stelt voor dat deeltjes ook hebben superpartners, die op hun beurt hun eigen tegenhangers hebben. Dat betekent dat elk deeltje drie tegendeeltjes heeft. Hoewel we in de natuur niets van deze superpartners hebben gezien, hopen theoretici dat de LHC zal bewijzen dat ze echt bestaan. Potentieel kunnen superpartikels donkere materie verklaren of helpen de zwaartekracht in het algemene standaardmodel te passen.

-

- Hoe groot is de LHC? Hoeveel kracht zal het gebruiken? Hoeveel kostte het om te bouwen? Ontdek het volgende gedeelte.

Alles wat je weet is verkeerd

Veel van de wetenschappers die met het LHC-project werken, geven grif toe dat ze niet zeker weten wat er zal gebeuren wanneer de machine begint te werken. Dat komt omdat er nooit een deeltjesversneller is geweest die zo krachtig is als de LHC. Het beste wat een wetenschapper kan doen, is een goede inschatting geven. Verschillende wetenschappers beweren ook dat ze blij zijn als het bewijs dat de LHC genereert in tegenspraak is met hun verwachtingen, want dan zou er nog meer te leren zijn.

LHC by the Numbers

De magneetkern van de Large Hadron Collider

De magneetkern van de Large Hadron Collider

De Large Hadron Collider is een enorme en krachtige machine. Het bestaat uit acht sectoren. Elke sector is een boog die aan elk uiteinde wordt begrensd door een sectie genaamd een invoeging. De omtrek van de LHC meet 27 kilometer rond. De versnellende buizen en botsingskamers zijn 100 meter (328 voet) ondergronds. Wetenschappers en ingenieurs hebben toegang tot de dienstentunnel waar de machine in zit door af te dalen in liften en trappen op verschillende punten langs de omtrek van de LHC. CERN bouwt structuren bovengronds waar wetenschappers de gegevens die LHC genereert kunnen verzamelen en analyseren.

De LHC gebruikt magneten om protonenbalken te sturen terwijl ze met 99,99 procent de lichtsnelheid afleggen. De magneten zijn erg groot, vele wegen meerdere tonnen. Er zijn ongeveer 9.600 magneten in de LHC. De magneten worden afgekoeld tot een kille 1,9 graden Kelvin (-271,25 graden Celsius of -456,25 Fahrenheit). Dat is kouder dan het vacuüm van de ruimte.

Over vacuums gesproken, de protonenbalken in de LHC reizen door buizen in wat CERN een 'ultrahoog vacuüm' noemt. De reden voor het creëren van een dergelijk vacuüm is om deeltjes te introduceren waar de protonen mee zouden kunnen botsen voordat ze de juiste botspunten bereiken. Zelfs een enkele gasmolecule kan ervoor zorgen dat een experiment mislukt.

Er zijn zes gebieden langs de omtrek van de LHC waar ingenieurs experimenten kunnen uitvoeren. Denk aan elk gebied alsof het een microscoop met een digitale camera is. Sommige van deze microscopen zijn enorm - het ATLAS-experiment is een apparaat van 45 meter lang, 25 meter lang en weegt 7.000 ton (5.443 ton) [bron: ATLAS].

Hoe de Large Hadron Collider werkt: hadron

Een overzicht van de Large Hadron Collider-experimenten

De LHC en de daarmee verbonden experimenten bevatten ongeveer 150 miljoen sensoren. Die sensoren verzamelen gegevens en sturen deze naar verschillende computersystemen. Volgens CERN zal de hoeveelheid gegevens die tijdens experimenten wordt verzameld ongeveer 700 megabytes per seconde (MB / s) zijn. Op jaarbasis betekent dit dat de LHC ongeveer 15 petabytes aan gegevens verzamelt. Een petabyte is een miljoen gigabytes. Zoveel gegevens kunnen 100.000 dvd's vullen [bron: CERN].

Het kost veel energie om de LHC te laten werken. CERN schat dat het jaarlijkse energieverbruik voor de motorrijder ongeveer 800.000 megawattuur (MWh) zal zijn. Het had veel hoger kunnen zijn, maar de faciliteit werkt niet tijdens de wintermaanden. Volgens CERN zal de prijs voor al deze energie maar liefst 19 miljoen euro bedragen. Dat is bijna $ 30 miljoen per jaar aan elektriciteitsrekeningen voor een faciliteit die meer dan $ 6 miljard kostte om [bron: CERN] te bouwen!

- Wat gebeurt er precies tijdens een experiment? Blijf lezen om erachter te komen.

Wat is er cooler dan cool zijn?

Waarom de magneten afkoelen tot net boven de temperatuur van het absolute nulpunt? Bij die temperatuur kunnen de elektromagneten zonder elektrische weerstand werken. De LHC gebruikt 10.800 ton (9.798 ton) vloeibare stikstof om de magneten af ​​te koelen tot 80 graden Kelvin (-193.2 Celsius of -315.67 Fahrenheit). Daarna gebruikt het ongeveer 60 ton (54 ton) vloeibaar helium om ze de rest van de weg af te koelen [bron: CERN].

LHC: smashing protonen

Een model van de Large Hadron Collider in het bezoekerscentrum van CERN in Genève.

Een model van de Large Hadron Collider in het bezoekerscentrum van CERN in Genève.

Het principe achter de LHC is vrij eenvoudig. Ten eerste vuurt u twee bundels deeltjes langs twee paden af, één met de klok mee en de andere tegen de klok in. Je versnelt beide stralen tot bijna aan de snelheid van het licht. Vervolgens richt je beide stralen op elkaar en kijk je wat er gebeurt.

De apparatuur die nodig is om dat doel te bereiken, is veel complexer. De LHC is slechts een onderdeel van de algemene deeltjesversneller van CERN. Vóór eventuele protonen of ionen ga de LHC binnen, ze hebben al een aantal stappen doorlopen.

Laten we de levensduur van een proton eens bekijken terwijl het door het LHC-proces gaat. Ten eerste moeten wetenschappers elektronen ontdoen van waterstofatomen om protonen te produceren. Vervolgens komen de protonen de LINAC2, een machine die bundels protonen vuurt in een versneller genaamd de PS Booster. Deze apparaten gebruiken apparaten die zijn genoemd radiofrequentieholtes om de protonen te versnellen. De holtes bevatten een hoogfrequent elektrisch veld dat de protonenbundels naar hogere snelheden duwt. Gigantische magneten produceren de magnetische velden die nodig zijn om de protonenbalken op koers te houden. Denk in termen van auto's aan de radiofrequentieholtes als een gaspedaal en de magneten als een stuurwiel

- Zodra een bundel protonen het juiste energieniveau bereikt, injecteert de PS Booster deze in een andere versneller genaamd de Super Proton Synchotron (SPS). De stralen blijven snelheid opnemen. Inmiddels zijn balken verdeeld in trossen. Elke bos bevat 1,1 x 1011 protonen, en er zijn 2.808 bundels per straal [bron: CERN]. De SPS injecteert bundels in de LHC, waarbij één straal met de klok mee en de andere tegen de klok in rijdt.

In de LHC blijven de balken versnellen. Dit duurt ongeveer 20 minuten. Op topsnelheid maken de balken 11.245 ritten rond de LHC per seconde. De twee bundels convergeren op een van de zes detectorlocaties langs de LHC. Op die positie zullen er 600 miljoen botsingen per seconde zijn [bron: CERN].

Wanneer twee protonen botsen, breken ze uit elkaar in nog kleinere deeltjes. Dat omvat subatomaire deeltjes genoemd quarks en een verzachtende kracht genaamd gluon. Quarks zijn erg onstabiel en zullen in een fractie van een seconde vervallen. De detectoren verzamelen informatie door het pad van subatomaire deeltjes te volgen. Vervolgens sturen de detectoren gegevens naar een raster van computersystemen.

Niet elk proton botst met een ander proton. Zelfs met een machine die zo geavanceerd is als de LHC, is het onmogelijk om deeltjesbundels zo klein als protonen te richten, zodat elk deeltje tegen een andere botst. Protonen die niet botsen, gaan verder in de balk naar een balkdumpingsectie. Daar zal een sectie gemaakt van grafiet de straal absorberen. De bundeldumpingsecties kunnen balken absorberen als er iets misgaat in de LHC. Bekijk How Atom Smashers Work voor meer informatie over de werking achter deeltjesversnellers.

-De LHC heeft zes detectoren langs de omtrek. Wat doen deze detectoren en hoe werken ze? Ontdek het volgende gedeelte.

Meer deeltjes

De gebeurtenissen in de LHC produceren ook fotonen (de deeltjes van licht), positronen (anti-deeltjes tot elektronen) en muonen (negatief geladen deeltjes die zwaarder zijn dan elektronen).

De LHC-detectoren

Peter Higgs, de man voor wie het Higgs-deeltje werd genoemd, tourt door de LHC.

Peter Higgs, de man voor wie het Higgs-deeltje werd genoemd, tourt door de LHC.

De zes gebieden langs de omtrek van de LHC die gegevens verzamelen en experimenten uitvoeren, zijn eenvoudigweg bekend als detectoren. Sommigen van hen zullen zoeken naar dezelfde soort informatie, maar niet op dezelfde manier. Er zijn vier belangrijke detectorsites en twee kleinere detectoren.

-De -detector bekend als Een toroidale LHC-apparaten (ATLAS) is de grootste van de groep. Het meet 46 meter (150,9 voet) lang bij 25 meter (82 voet) lang en 25 meter breed. In de kern zit een apparaat dat de innerlijke tracker wordt genoemd. De interne tracker detecteert en analyseert het momentum van deeltjes die door de ATLAS-detector gaan. Rondom de innerlijke tracker zit een calorimeter. Calorimeters meten de energie van deeltjes door ze te absorberen. Wetenschappers kunnen kijken naar de weg die de deeltjes hebben afgelegd en informatie over hen extrapoleren.

De ATLAS-detector heeft ook een muon-spectrometer. Muons zijn negatief geladen deeltjes die 200 keer zwaarder zijn dan elektronen. Muons kunnen door een calorimeter reizen zonder te stoppen - het is het enige soort deeltje dat dat kan doen. De spectrometer meet het momentum van elk muon met sensoren van geladen deeltjes. Deze sensoren kunnen fluctuaties in het magnetische veld van de ATLAS-detector detecteren.

De Compact Muon Solenoid (CMS) is een andere grote detector.Net als de ATLAS-detector is de CMS een universele detector die de subpartikels die tijdens botsingen vrijkomen, detecteert en meet. De detector bevindt zich in een gigantische magneetmagneet die een magnetisch veld kan creëren dat bijna 100.000 keer sterker is dan het magnetische veld van de aarde [bron: CMS].

Dan is er ALICE, wat staat voor Een groot Ion Collider-experiment. Ingenieurs hebben ALICE ontworpen om botsingen tussen ionen van ijzer te bestuderen. Door met hoge energie ijzerionen in botsing te brengen, hopen wetenschappers dezelfde omstandigheden na te bootsen als die net na de oerknal. Ze verwachten dat de ionen uiteenvallen in een mengsel van kwark en gluon. Een hoofdcomponent van ALICE is de Time Projection Chamber (TPC), die deeltjestrajecten zal onderzoeken en reconstrueren. Net als de ATLAS- en CMS-detectoren heeft ALICE ook een muon-spectrometer.

Het volgende is het Large Hadron Collider schoonheid (LHCb) detectorsite. Het doel van de LHCb is om te zoeken naar bewijs van antimaterie. Het doet dit door te zoeken naar een deeltje genaamd de schoonheidskwark. Een reeks subdetectoren rond het botspunt strekken zich 20 meter (65,6 voet) lang uit. De detectoren kunnen op uiterst kleine, precieze manieren bewegen om schoonheid-quarkdeeltjes te vangen, die zeer onstabiel zijn en snel vervallen.

De TOTAAL Elastische en diffractieve doorsnede Meting (TOTEM) experiment is een van de twee kleinere detectoren in de LHC. Het zal de grootte van protonen en de LHC's meten helderheid. In de deeltjesfysica verwijst lichtkracht naar hoe precies een deeltjesversneller botsingen veroorzaakt.

Eindelijk is er de Large Hadron Collider vooruit (LHCf) detectorsite. Dit experiment simuleert kosmische straling binnen een gecontroleerde omgeving. Het doel van het experiment is om wetenschappers te helpen bij het bedenken van manieren om grootschalige experimenten uit te werken om in de natuur voorkomende botsingen met kosmische straling te bestuderen.

Elke detectorsite heeft een team van onderzoekers, variërend van enkele tientallen tot meer dan duizend wetenschappers. In sommige gevallen zullen deze wetenschappers naar dezelfde informatie zoeken. Voor hen is het een race om de volgende revolutionaire ontdekking in de natuurkunde te maken.

Hoe zullen wetenschappers omgaan met alle gegevens die deze detectoren verzamelen? Meer hierover in de volgende sectie.

Oops!

Wetenschappers hadden gehoopt de LHC online te brengen in 2007, maar een grote magneetstoring vertraagde de situatie. Een enorme magneet gebouwd door Fermilab leed een kritieke mislukking tijdens een stresstest. Ingenieurs stelden vast dat de storing voortkwam uit een ontwerpfout die geen rekening hield met de enorme asynchrone belastingen die de magneten konden verdragen. Gelukkig voor onderzoekers hebben ingenieurs de fout vrij snel opgelost. Maar er verscheen nog een ander in de vorm van een heliumlek. Nu zou de LHC in 2009 online moeten komen [bron: professionele engineering].

De LHC-gegevens berekenen

Angela Merkel, bondskanselier van Duitsland, toert met een groep ingenieurs over de LHC.

Angela Merkel, bondskanselier van Duitsland, toert met een groep ingenieurs over de LHC.

Met 15 petabytes aan gegevens (dat zijn 15.000.000 gigabytes) verzameld door de LHC-detectoren elk jaar, hebben wetenschappers een enorme taak voor de boeg. Hoe verwerk je zoveel informatie? Hoe weet je dat je naar iets belangrijks kijkt binnen zo'n grote dataset? Zelfs met behulp van een supercomputer kan het verwerken van zoveel informatie duizenden uren duren. Ondertussen zou de LHC nog meer gegevens verzamelen.

De oplossing van CERN voor dit probleem is de LHC Computing Grid. Het raster is een netwerk van computers, die elk afzonderlijk een stuk gegevens kunnen analyseren. Zodra een computer zijn analyse heeft voltooid, kan deze de bevindingen naar een gecentraliseerde computer sturen en een nieuw stuk gegevens accepteren. Zolang wetenschappers de gegevens in stukken kunnen verdelen, werkt het systeem goed. Binnen de computerindustrie wordt deze benadering genoemd grid computing.

De wetenschappers van CERN besloten zich te concentreren op het gebruik van relatief goedkope apparatuur om hun berekeningen uit te voeren. In plaats van de aanschaf van geavanceerde dataservers en processors, concentreert CERN zich op standaardapparatuur die goed in een netwerk kan werken. Hun aanpak lijkt sterk op de strategie die Google hanteert. Het is goedkoper om veel gemiddelde hardware aan te schaffen dan een paar geavanceerde apparaten.

Met behulp van een speciaal soort software genaamd midware, het netwerk van computers zal in staat zijn om gegevens op te slaan en te analyseren voor elk experiment uitgevoerd bij de LHC. De structuur voor het systeem is ingedeeld in lagen:

  • Laag 0 is het computersysteem van CERN, dat eerst informatie verwerkt en deze in brokken verdeelt voor de andere lagen.
  • Twaalf Tier 1-sites in verschillende landen accepteren gegevens van CERN over speciale computerverbindingen. Deze verbindingen kunnen gegevens verzenden met 10 gigabytes per seconde. De Tier 1-sites zullen gegevens verder verwerken en opsplitsen om verder in het netwerk te verzenden.
  • Meer dan 100 Tier 2-sites zullen verbinding maken met de Tier 1-sites. De meeste van deze sites zijn universiteiten of wetenschappelijke instellingen. Elke site heeft meerdere computers beschikbaar om gegevens te verwerken en te analyseren. Naarmate elke verwerkingstaak wordt voltooid, pushen de sites gegevens terug naar het niveausysteem. De verbinding tussen Tier 1 en Tier 2 is een standaard netwerkverbinding.

-Een Tier 2-site heeft toegang tot elke Tier 1-site. De reden hiervoor is om onderzoeksinstellingen en universiteiten de mogelijkheid te geven zich te concentreren op specifieke informatie en onderzoek.-

Een uitdaging met zo'n groot netwerk is gegevensbeveiliging. CERN stelde vast dat het netwerk niet op firewalls kon vertrouwen vanwege de hoeveelheid gegevensverkeer op het systeem. In plaats daarvan vertrouwt het systeem op identificatie en machtiging procedures om onbevoegde toegang tot LHC-gegevens te voorkomen.

Sommige mensen zeggen dat zich zorgen maken over gegevensbeveiliging een betwistbaar punt is.Dat komt omdat ze denken dat de LHC uiteindelijk de hele wereld zal vernietigen.

Is het echt mogelijk? Ontdek het volgende gedeelte.

Zal de LHC de wereld vernietigen?

CERN-ingenieurs laten een grote dipoolmagneet in de LHC-tunnel zakken.

CERN-ingenieurs laten een grote dipoolmagneet in de LHC-tunnel zakken.

De LHC stelt wetenschappers in staat botsingen van deeltjes te observeren op een energieniveau dat veel hoger ligt dan bij elk eerder experiment. Sommige mensen maken zich zorgen dat zulke krachtige reacties ernstige problemen voor de aarde kunnen veroorzaken. Een paar mensen zijn zelfs zo bezorgd dat ze een rechtszaak tegen CERN hebben aangespannen om de activering van de LHC te vertragen. In maart 2008 hebben voormalig nucleair veiligheidsofficier Walter Wagner en Luis Sancho een proces geleid dat werd aangespannen in het Amerikaanse District Court. Ze beweren dat de LHC mogelijk de wereld kan vernietigen [bron: MSNBC].

Wat is de basis voor hun zorgen? Zou de LHC iets kunnen creëren dat al het leven zou kunnen beëindigen zoals wij het kennen? Wat kan er precies gebeuren?

Een angst is dat de LHC zwarte gaten kan produceren. Zwarte gaten zijn gebieden waarin materie ineenstort in een punt van oneindige dichtheid. CERN-wetenschappers geven toe dat de LHC zwarte gaten kan produceren, maar ze zeggen ook dat die zwarte gaten op een subatomaire schaal zouden zijn en bijna onmiddellijk zouden instorten. In tegenstelling, de zwarte gaten astronomen studie resultaat van een hele ster instorten op zichzelf. Er is een groot verschil tussen de massa van een ster en die van een proton.

Een andere zorg is dat de LHC een exotisch (en tot dusverre hypothetisch) genoemd materiaal zal produceren strangelets. Een mogelijk kenmerk van strangelets is bijzonder zorgwekkend. Kosmologen theoretiseren dat strangelets een krachtig zwaartekrachtveld zouden kunnen hebben dat hen in staat zou kunnen stellen de hele planeet te veranderen in een levenloos hulk.

Wetenschappers van LHC verwerpen deze zorg met behulp van meerdere contrapunten. Ten eerste wijzen ze erop dat strangelets hypothetisch zijn. Niemand heeft dergelijk materiaal in het universum waargenomen. Ten tweede zeggen ze dat het elektromagnetische veld rond dergelijk materiaal normale materie zou afstoten in plaats van het in iets anders te veranderen. Ten derde zeggen ze dat zelfs als dergelijke materie bestaat, deze zeer onstabiel zou zijn en bijna ogenblikkelijk zou vervallen. Ten vierde zeggen de wetenschappers dat hoog-energetische kosmische stralen van nature dergelijk materiaal zouden moeten produceren. Omdat de aarde er nog steeds is, theoretiseren ze dat strangelets een non-issue zijn.

Een ander theoretisch deeltje dat de LHC kan genereren, is een magnetische monopool. Theorized door P.A.M. Dirac, een monopool is een deeltje dat een enkele magnetische lading vasthoudt (noord of zuid) in plaats van twee. De bekommernis die Wagner en Sancho aanhalen, is dat dergelijke deeltjes materie uit elkaar kunnen halen met hun scheve magnetische ladingen. CERN-wetenschappers zijn het daar niet mee eens en zeggen dat als er monopolen bestaan, er geen reden is om te vrezen dat dergelijke deeltjes dergelijke vernietiging zouden veroorzaken. In feite is ten minste één team van onderzoekers actief op zoek naar bewijs van monopolen met de hoop dat de LHC er enkele zal produceren.

Andere zorgen over de LHC zijn angst voor straling en het feit dat het de grootste energiebotsingen van deeltjes op aarde zal produceren. CERN stelt dat de LHC extreem veilig is, met een dikke afscherming die 100 meter (328 voet) aarde er bovenop bevat. Bovendien mogen personeelsleden tijdens experimenten niet ondergronds. Wat betreft de bezorgdheid over botsingen, wijzen wetenschappers erop dat botsingen met kosmische straling met hoge energie de hele tijd in de natuur plaatsvinden. Stralen botsen met de zon, maan en andere planeten, die allemaal nog steeds rond zijn zonder enig teken van schade. Met de LHC gebeuren die botsingen binnen een gecontroleerde omgeving. Anders is er echt geen verschil.

Zal de LHC slagen in het bevorderen van onze kennis over het universum? Zullen de verzamelde gegevens meer vragen oproepen dan het antwoordt? Als eerdere experimenten een indicatie zijn, is het waarschijnlijk een veilige gok om aan te nemen dat het antwoord op beide vragen ja is.


Video Supplement: .




Onderzoek


Wat Zijn De Kleuren In Het Zichtbare Lichtspectrum?
Wat Zijn De Kleuren In Het Zichtbare Lichtspectrum?

Do Old Glass Windows Sag?
Do Old Glass Windows Sag?

Science Nieuws


Zeestromingen Houden Dolfijnen Buiten
Zeestromingen Houden Dolfijnen Buiten

Ancient Tomb Vol 'Soup Bowls' & Food Vessels Ontdekt In China
Ancient Tomb Vol 'Soup Bowls' & Food Vessels Ontdekt In China

Golden Eagle Soars Back To The Skies
Golden Eagle Soars Back To The Skies

Zakformaat Apparaat Waarmee U Overal Kunt Printen
Zakformaat Apparaat Waarmee U Overal Kunt Printen

85 Mijlen Van Het Koraalrif Van De Oceaan Bleven Tot Nu Toe Verborgen
85 Mijlen Van Het Koraalrif Van De Oceaan Bleven Tot Nu Toe Verborgen


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com