Обучающие программы и исследовательские работы учащихся
Помогаем учителям и учащимся в обучении, создании и грамотном оформлении исследовательской работы и проекта.

Наш баннер

Сайт Обучонок содержит исследовательские работы и проекты учащихся, темы творческих проектов по предметам и правила их оформления, обучающие программы для детей.
Будем благодарны, если установите наш баннер!
Баннер сайта Обучонок
Код баннера:
<a href="https://obuchonok.ru/" target="_blank"> <img src="https://obuchonok.ru/banners/banob2.gif" width="88" height="31" alt="Обучонок. Исследовательские работы и проекты учащихся"></a>
Все баннеры...
Тематика: 
Физика
Автор работы: 
Перетокин Николай
Руководитель проекта: 
Королева Лариса Борисовна
Учреждение: 
МОУ СОШ №5 г. Раменское
Класс: 
11

В индивидуальной учебной работе по физике на тему «Большой адронный коллайдер: светлое будущее или апокалипсис» автор рассматривает адронный коллайдер и объясняет, почему он не несет никакой угрозы миру и вселенной, а наоборот, БАК- путь к светлому будущему и процветанию человечества.

Подробнее о работе:


В рамках исследовательского проекта по физике об адронном коллайдере автором была рассмотрена история создания БАК, изучено его устройство и основной принцип работы. В проекте разобраны мифы, связанные с адронным коллайдером. Ученик аргументировано объясняет, почему БАК - это путь к светлому будущему, и почему в обществе распространено противоположное мнение.

В ходе учебного исследовательского проекта по физике «Большой адронный коллайдер: светлое будущее или апокалипсис» учащийся 11 класса пришел к выводу, что БАК приведет нас к светлому будущему, к новым технологиям, ведь если у человечества получится создать свою вселенную, то мы, фактически, сможем ответить на множество вопросов о смысле жизни и, возможно, сможем ей управлять.

Оглавление

Введение
1 Большой адронный коллайдер.
2. История создания БАК.
3. Устройство и принцип работы БАК.
4. Почему путь к светлому будущему?.
5. Почему путь к апокалипсису?
6. Миф про черную дыру.
7. Миф про антиматерию.
Заключение
Список используемой литературы

Введение


Большой адронный коллайдер, сокращённо БАК (англ. Large Hadron Collider, сокращённо LHC) — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений.

Всем хорошо известна теория Большого взрыва, следствием которого стало рождение нашей Вселенной. Вначале была точка сингулярности. Эта точка, объем которой стремится к нулю, плотность к бесконечности и температурой в триллионы градусов. В какой-то момент времени объем превысил критический и произошел взрыв.

С того момента вещество стало разлетаться и расширяться. Так образовалась наша Вселенная. Родились 4 фундаментальные силы природы, а также вещество и антивещество. Доказательством этого является открытие реликтового излучения. В лаборатории учеными открыто антивещество- антигелий. Электрон имеет античастицу –позитрон. А что происходило в первую секунду после Большого взрыва? А что было до точки сенгулярности?

Актуальность. Чем больше человечество познавало окружающий нас мир, тем больше у него возникало вопросов: что такое масса, что такое материя, что происходило в первую секунду после большого взрыва, что было до точки сенгулярности, как образовалась вселенная? На все эти вопросы может ответить большой адронный коллайдер или сокращенно БАК. У этой экспериментальной установки со временем появились как и сторонники, уверенные что за ней будущее, так и противники, считающие, что она закончит жизнь во вселенной.

Цель проекта: Показать людям, что адронный коллайдер не несет никакой угрозы миру и вселенной, а наоборот, БАК- путь к светлому будущему и процветанию человечества.

Задачи проекта:

  1. Узнать что такое БАК?
  2. Ознакомиться с историей создания БАК
  3. Ознакомится с принципом  работы БАК
  4. Ознакомиться с мифами о БАК
  5. Разобраться в чем польза коллайдера
  6. Ответить на вопрос: «БАК путь к апокалипсису или к светлому будущему?»

Гипотеза: На мой взгляд БАК приведет нас к светлому будущему, к новым технологиям, ведь если у человечества получится создать свою вселенную, то мы, фактически, сможем ответить на множество вопросов о смысле жизни и, возможно, сможем ей управлять

История создания БАК

Идея проекта Большого адронного коллайдера родилась в 1984 году и была официально одобрена десятью годами позже. Его строительство началось в 2001 году, после окончания работы предыдущего ускорителя — Большого электрон-позитронного коллайдера.

Что же такое БАК?


Большой адронный коллайдер — самый мощный в мире ускоритель частиц. Его задача — сталкивать протоны на скоростях, близких к скорости света: в таких условиях рождаются новые элементарные частицы. Проводимые в коллайдере опыты, возможно, помогут ответить на главный вопрос: как была создана Вселенная? 11 августа 2008 года успешно завершена первая часть предварительных испытаний.

Во время испытаний пучок заряженных частиц прошёл чуть более трёх километров по одному из колец БАК. Таким образом, учёным удалось проверить работу синхронизации предварительного ускорителя, так называемого протонного суперсинхротрона, и системы правой доставки луча. Эта система передаёт в основное кольцо разогнанные пучки таким образом, что они начинают двигаться по кольцу по часовой стрелке. В результате испытаний удалось оптимизировать работу системы.

9 февраля 2009 года состоялось заседание директората ЦЕРНа, на котором был одобрен план работы БАК в 2009—2010 годах. В соответствии с утверждённым расписанием, коллайдер будет охлаждён до рабочей температуры в августе, пучки начнут циркулировать в конце сентября, столкновения протонов начнутся в октябре. Но в середине июля 2009 года в секторах 8-1 и 2-3 обнаружена новая неисправность — недостаточная герметичность гелиевой криогенной системы.  2017

Технические работы займут первую половину года. Сбор статистики начнётся лишь в начале лета и пройдёт до зимы. Повышения энергии протонов в пучках (с 13 ТэВ до 14 ТэВ) не будет в 2017 и 2018 годах, так как переход к 14 ТэВ потребует более длительной кампании по тренировке магнитов и запланирован только в сеансе Run 3. Вопреки наметившейся традиции, согласно которой ежегодно выделяется месяц на ядерные столкновения, они в этом году проводиться не будут.

Устройство и принцип работы БАК

БАК состоит из:

  • Магнитной системы
  • Инжекционного комплекса
  • Ускорительной секции
  • Системы сброса пучка
  • Вакуумной и криогенной техники
  • Системы контроля и безопасности

Магнитная система: Как и любое тело, сгусток элементарных частиц, предоставленный сам себе, будет двигаться прямолинейно и равномерно. Для того чтобы удерживать его на круговой траектории внутри ускорителя (а также поддерживать от падения вниз под действием силы тяжести), требуется постоянно воздействовать на пучок магнитным полем.

Инжекционный комплекс: Впрыскивание протонов в ускоритель не постоянно  а импульсами

Ускорительная секция: Протоны впрыскиваются в LHC на энергии 0,45 ТэВ и ускоряются до 7 ТэВ уже внутри основного ускорительного кольца. Этот разгон происходит во время пролета протонов сквозь несколько резонаторов

Система сброса пучка: Протонный пучок на полной энергии и интенсивности обладает большой разрушительной силой (представьте себе энергию летящего реактивного самолета, сфокусированную в поперечнике меньше миллиметра). В норме пучок циркулирует внутри вакуумной камеры и не задевает аппаратуру. Однако если в управляющей магнитной системе произойдет сбой или траектория пучка слишком сильно отклонится от расчетной, пучок станет опасен, и его нужно будет быстро сбросить. Кроме того, сброс ослабевшего пучка надо делать каждые несколько десятков часов и при нормальной работе ускорителя.

Вакуумная и криогенная техника: Для того чтобы протонные пучки могли свободно циркулировать в LHC, внутри ускорительной трубы создан сверхглубокий вакуум.

Принцип работы БАК

В основе работы БАК, как и всех ускорителей, заложено взаимодействие заряженных частиц с электрическим и магнитным полями. Электрическое поле способно напрямую совершать работу над частицей, то есть увеличивать ее энергию. Магнитное же поле, создавая силу Лоренца, лишь отклоняет частицу, не изменяя ее энергии, и задает орбиту, по которой движутся частицы.

Всё кольцо коллайдера разделено на восемь равных секторов, на каждом из которых стоят в ряд магниты, управляющие движением пучка протонов. Под воздействием магнитного поля элементарные частицы не улетают прочь по касательной, а остаются внутри кольца. Кроме того, специальные фокусирующие магниты не дают протонам во время движения колебаться в продольном направлении и задевать стенки вакуумной трубы, в которой осуществляется движение.

Почему БАК приведет к светлому будущему?


На основе изучения явлений в БАК были сделаны следующие достижения
1. Создание интернета
2. Создание нанофильтроф для очистки крови
3. Способность лечить тяжелейшие заболевания (волчанка)
4. Создание бытовых фильтров для очистки воды
5. Коллайдер поможет перенести нас на 14млрд лет назад
6. Коллайдер поможет понять почему у всего есть масса

Почему БАК приведет к апокалипсису

запуск коллайдера привлек к себе большое внимание не только ученых, но и простых людей со всего мира. Говорили о всевозможных страхах и ужасах, связанных с запуском коллайдера.

в первую очередь все боялись черной дыры, которая, сначала будучи микроскопической, разрастется и благополучно поглотит сначала сам коллайдер, а за ним Швейцарию и весь остальной мир. Также большую панику вызывала аннигиляционная катастрофа. Группа ученых даже подала в суд, пытаясь остановить строительство. В заявлении говорилось, что сгустки антиматерии, которые могут быть получены в коллайдере, начнут аннигилировать с материей, начнется цепная реакция и вся Вселенная будет уничтожена.

Миф про черную дыру

Существует предположение, что при столкновении частиц на скоростях, близких к скорости света возможно образование черной дыры, которая поглотит наш мир. Это утверждение также несостоятельно, потому что для образования черной дыры необходимо сжать объект в миллионы раз.

При столкновении частиц в коллайдере, частицы до такого размера не сжимаются. Но даже при образовании микроскопической черной дыры, сила её гравитации ничтожно мала и неспособна разрушить нашу вселенную. Для образования черной дыры необходима энергия 10 в 23 степени. В коллайдере энергия 10 в 13 степени. Поэтому миф несостоятелен.

Миф про антиматерию

В1932г открыли античастицу электрона - позитрон. Согласно современным представлениям у каждой частицы есть античастица. Частица и античастица при столкновении аннигилируют, то есть исчезают, превращаясь в частицы света- фотоны. Утверждение о том, что антивещество, полученное в коллайдере, уничтожит наш мир» – несостоятельно, так как для получения хотя бы 0,25г антивещества необходима работа коллайдера в течение миллиона лет. Большой адронный коллайдер –это не завод для получения антивещества, невозможно получения антивещества в огромном количестве. Поэтому миф несостоятелен.

Заключение

Главное доказательство того, что все коллайдеры безопасны, содержится в самой природе. Но существует коллайдер , гораздо мощнее того, который работает в ЦЕРНе и имя ему – Вселенная. Подводя итоги, мы видим огромное количество плюсов и достижений БАК и, казалось бы, нет никаких причин для страха и переживаний, но все же находятся люди которые уверены что БАК приведет нас всех к гибели, и в правду, мы не знаем как зарождалась вселенная и какие в тот момент были нюансы, может нам и вправду стоит беспокоится?  

Для написания данной работы были использованы ресурсы Сети Интернет.


Если страница Вам понравилась, поделитесь в социальных сетях:

Партнеры и статистика