nhỏ|Một bản đồ máy gia tốc hạt lớn tại CERN
Large Hadron Collider (Máy gia tốc hạt lớn - gọi tắt là LHC) là chiếc máy gia tốc hạt hiện đại lớn nhất và cung cấp gia tốc mạnh nhất trên thế giới, được thiết kế để tạo va chạm trực diện giữa các tia proton (một trong các loại hạt cơ bản) với động năng cực lớn. Mục đích chính của nó là phá vỡ những giới hạn và mặc định của mô hình chuẩn - những lý thuyết cơ bản hiện thời của vật lý hạt. Trên lý thuyết, chiếc máy này được cho là sẽ chứng minh được sự tồn tại của hạt Higgs, những kết quả nghiên cứu từ chiếc máy này có thể chứng minh những dự đoán từ trước cũng như những liên kết còn thiếu trong mô hình chuẩn, và giải thích được những hạt sơ cấp khác có được những đặc tính như khối lượng như thế nào.
Máy gia tốc hạt lớn được chế tạo bởi Tổ chức nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN), nằm bên dưới mặt đất tại biên giới Pháp-Thụy Sĩ giữa núi Jura và dãy Alps gần Genève, Thụy Sĩ. Dự án được cung cấp kinh phí và chế tạo với sự tham gia cộng tác của trên tám nghìn nhà vật lý của 15 quốc gia cũng như hàng trăm trường đại học và phòng thí nghiệm. Những tia hạt đầu tiên được dẫn vào trong máy ngày 10 tháng 9 năm 2008, và phải chờ khoảng 6 đến 8 tuần sau đó mới có được các đợt va chạm với năng lượng cực lớn đầu tiên.
Mặc dù trên các phương tiện truyền thông hay thậm chí tòa án có nhiều thắc mắc về tính an toàn của máy LHC, các nhà khoa học đều đồng quan điểm rằng các thí nghiệm va chạm hạt của chiếc máy này sẽ không gây ra nguy hiểm nào.
Thiết kế
LHC là máy gia tốc hạt lớn nhất và mạnh nhất thế giới. Chiếc máy được chứa trong một đường hầm vòng tròn với chu vi 27 km, nằm ở độ sâu từ 50 đến 175 m dưới mặt đất. Đường kính hầm là 3,8 m, có cấu trúc bê tông, được xây dựng trong các năm từ 1983 đến 1988, nguyên được dùng làm nơi chế tạo máy Large Electron-Positron Collider. Đường hầm có 4 điểm chạy cắt qua biên giới Pháp-Thụy Sĩ, với phần lớn nằm trên nước Pháp. Trên mặt công trình bao gồm rất nhiều thiết bị hỗ trợ như máy nén, quạt gió, các thiết bị điện tử điều khiển và các thiết bị làm mát.
Đường hầm chứa LHC có hai đường dẫn tia hạt song song sát nhau, giao nhau ở 4 điểm, mỗi đường sẽ chứa một tia proton, được lưu chuyển vòng quanh vòng tròn từ hai hướng ngược nhau. Có 1.232 nam châm lưỡng cực giữ cho các tia đi đúng đường tròn, thêm vào đó là 392 nam châm tứ cực được dùng để giữ các tia luôn hội tụ, để làm cho cơ hội va chạm dòng hạt ở 4 điểm giao nhau là cao nhất. Tổng cộng có trên 1.600 nam châm siêu dẫn được trang bị, với chiếc nặng nhất lên tới hơn 27 tấn. Cần tới khoảng 96 tấn heli lỏng để giữ các nam châm hoạt động ở nhiệt độ 1,9 độ K, khiến cho LHC trở thành thiết bị siêu lạnh lớn nhất thế giới với nhiệt độ của heli lỏng.
nhỏ|trái|Các [[nam châm điện tứ cực siêu truyền dẫn được dùng để giữ các tia hạt đi tới 4 điểm tương tác, nơi xảy ra va chạm giữa các hạt proton.]]
Một hoặc hai lần một ngày, động năng của các hạt proton được gia tăng từ 450 GeV lên đến 7 TeV, từ trường của các nam châm siêu dẫn lưỡng cực được tăng từ 0.54 lên 8.3 tesla (T). Các proton ở mỗi đường dẫn sẽ có năng lượng đạt 7 TeV, giúp cho năng lượng va chạm đối diện đạt 14 TeV (tương đương 2.2 μJ). Ở mức năng lượng này, các proton có hệ số Lorentz là 7.500 và di chuyển với vận tốc bằng 99,9999991% vận tốc ánh sáng. Mỗi giây chúng bay quanh đường hầm 11,000 vòng. Các proton không phải là tia liên tục, thay vào đó được tạo thành các chùm, với khoảng 2,808 chùm, với số lượng đó, khoảng thời gian giữa các va chạm không bao giờ ngắn hơn 25 ns. Khi máy gia tốc lần đầu tiên được sử dụng, nó sẽ hoạt động với số chùm ít hơn, khoảng cách thời gian mỗi chùm là 75 ns. Số các chùm sau đó sẽ được tăng lên cho đến quãng cách cuối cùng là 25 ns.
Trước khi được đưa vào bộ gia tốc chính, các hạt được đi qua một chuỗi hệ thống tuần tự làm tăng năng lượng của chúng. Hệ thống đầu tiên là máy gia tốc hạt tuyến tính Linac 2 gia tốc các proton lên động năng 50 MeV, sau đó được đưa vào máy Proton Synchrotron Booster. Các proton tại đó được tăng tốc lên 1.4 GeV rồi được dẫn vào máy Proton Synchrotron (PS), ở đây chúng đạt động năng 26 GeV. Cuối cùng máy Super Proton Synchrotron (SPS) được dùng để tăng năng lượng của chúng lên 450 GeV trước khi dẫn vào (qua một giai đoạn 20 phút) vòng tròn chính. Tại đây các chùm proton được tích lũy và tăng tốc lên năng lượng đỉnh là 7 TeV, cuối cùng chúng được dự trữ trong 10 đến 24 tiếng trong khi các va chạm xảy ra tại 4 giao điểm.
Máy LHC cũng sẽ được dùng để tạo va chạm các ion nặng chì (Pb) với năng lượng tương tác là 1150 TeV. Các ion Pb đầu tiên sẽ được gia tốc bởi máy gia tốc tuyến tính Linac 3, còn máy phun năng lượng thấp Low-Energy Injector Ring được dùng làm bộ lưu trữ ion và làm mát. Các ion sau đó sẽ được gia tốc lên thêm băng máy PS và SPS trước khi dẫn vào máy LHC, ở đây chúng đạt năng lượng 2,76 TeV trên mỗi hạt nhân.
Các bộ phân tích
upright|nhỏ|Bộ phân tích [[Compact Muon Solenoid|CMS của LHC]]
Sáu bộ phân tích (detector) đã được xây dựng trong hệ thống của LHC, nằm trong những hang lớn bên dưới mặt đất được đào tại các điểm giao của LHC. Hai bộ trong số đó, là ATLAS experiment và Compact Muon Solenoid (CMS), là những bộ phân tích hạt đa mục đích có kích thước lớn.
-
ATLAS – một trong hai bộ phân tích đa mục đích. ATLAS sẽ được sử dụng để tìm kiếm những dấu hiệu vật lý học mới, bao gồm nguồn gốc của khối lượng và các chiều phụ trợ.
-
CMS – một bộ phân tích đa mục đích khác, giống với ATLAS, sẽ lùng sục các hạt Higgs và tìm kiếm những manh mối về bản chất của vật chất tối.
-
ALICE – sẽ nghiên cứu một dạng "lỏng" của vật chất gọi là quark-gluon plasma, dạng tồn tại rất ngắn sau Vụ nổ lớn.
-
LHCb – so sánh những lượng vật chất và phản vật chất được tạo ra trong Vụ nổ lớn. LHCb sẽ cố gắng tìm hiểu chuyện gì đã xảy ra đối với phản vật chất "bị thất lạc".
Quá trình hoạt động
10/09/2008: bắt đầu đi vào hoạt động.
19/09/2008: một kết nối điện giữa 2 nam châm bị hỏng, gây ra một phản ứng dây chuyền dẫn đến hư hại nặng: Một trong số nhiều nam châm khổng lồ tạo nên trái tim của máy gia tốc trở nên quá nóng - hay đúng hơn là lạnh quá ít. Việc sửa chữa cỗ máy giá hơn 2 tỉ euro này sẽ kéo dài nhiều tháng.
20/11/2009: cỗ máy bắt đầu hoạt động trở lại.
Chi phí
Tổng chi phí cho dự án được yêu cầu ở mức từ 3,2 đến 6,4 tỷ €. Những nam châm siêu dẫn cần mức giá tăng thêm là 120 triệu € (180 triệu franc). Ngoài ra còn có nhiều trở ngại như việc xây một hang ngầm cho chiếc máy Compact Muon Solenoid, nơi gây ra một tai nạn chết người.
Nhà vật lý David King, nguyên trưởng Văn phòng khoa học vương quốc Anh, đã phê bình dự án LHC chiếm quá nhiều ưu tiên trong ngân sách, hơn cả việc giải quyết những vấn đề toàn cầu; như vấn đề biến đổi khí hậu, bùng nổ dân số hay nạn nghèo đói ở châu Phi.
👁️
1 | 🔗 | 💖 | ✨ | 🌍 | ⌚
nhỏ|Một bản đồ máy gia tốc hạt lớn tại CERN **Large Hadron Collider** (**Máy gia tốc hạt lớn** - gọi tắt là **LHC**) là chiếc máy gia tốc hạt hiện đại lớn nhất và cung
phải|nhỏ|375x375px|Máy Linac ở trong máy gia tốc [[Australian Synchrotron sử dụng sóng vô tuyến từ một máy cộng hưởng ờ đầu linac để gia tốc chùm electron lên đến năng lượng bằng 100 MeV.]] **Máy
**Máy gia tốc hạt** (máy gia tốc hạt nhân, máy gia tốc hạt cơ bản) là các thiết bị sử dụng các năng lượng bên ngoài truyền cho các hạt nhằm tăng vận tốc và
nhỏ|Máy Westinghouse Atom Smasher, một máy gia tốc Van de Graaff đời đầu được xây dựng năm 1937 tại trung tâm nghiên cứu Westinghouse ở Forest Hills, Pennsylvania. Không khí áp suất cao tăng điện
**Máy va chạm ion nặng tương đối tính** (**Relativistic Heavy Ion Collider** - **RHIC** ) là máy va chạm ion nặng đầu tiên và là một trong hai máy va chạm proton phân cực spin
thumb|right|Máy cyclotron của Lawrence, , cho thấy chùm [[ion được gia tốc (có thể là proton hoặc deuteron) thoát ra khỏi máy và làm ion hóa không khí xung quanh gây ra ánh sáng xanh
Theo thuyết Vụ Nổ Lớn, [[vũ trụ bắt nguồn từ một trạng thái vô cùng đặc và vô cùng nóng (điểm dưới cùng). Một lý giải thường gặp đó là không gian tự nó đang
**Gia đình Borgia** ( , ; tiếng Tây Ban Nha và ; ) từng là một gia đình quý tộc gốc Tây Ban Nha - Aragon, đã vuơn tới đỉnh cao quyền lực ở nước
**Vật lý hạt thiên văn** là một nhánh của vật lý hạt chuyên nghiên cứu các hạt cơ bản có nguồn gốc thiên văn và mối quan hệ của chúng trong vật lý thiên văn
**Máy va chạm positron điện tử vòng tròn** là một dự án máy va chạm positron-electron được đề xuất bởi cộng đồng vật lý năng lượng cao của Trung Quốc vào năm 2012, máy va
**Gia tộc Mountbatten** là một gia tộc Anh có nguồn gốc là một nhánh của Gia tộc Battenberg thuộc Đức. Tên này được các thành viên của gia tộc Battenberg đang sinh sống tại Vương
**T2K** (**từ Tokai đến Kamioka**) là một thí nghiệm vật lý hạt nghiên cứu các dao động của neutrino sinh ra từ máy gia tốc. Thí nghiệm được thực hiện tại Nhật Bản bởi sự
nhỏ|200x200px|Phòng thí nghiệm Argonne nhìn từ trên cao **Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne** là một phòng thí nghiệm nghiên cứu trọng điểm cấp Quốc gia của Hoa Kỳ. Phòng thí nghiệm do Đại học
Một **hạt nhân phóng xạ** (hoặc **đồng vị phóng xạ**) là một nguyên tử có năng lượng hạt nhân dư thừa, làm cho nó không ổn định. Năng lượng dư thừa này có thể được
**Vật lý hạt nhân** là một nhánh của vật lý đi sâu nghiên cứu về hạt nhân của nguyên tử (gọi tắt là hạt nhân). Các ứng dụng phổ biến nhất được biết đến của
Trong vật lý hạt, **thế hệ** hay **dòng họ** là sự chia hạt sơ cấp. So sánh thế hệ này với thế hệ kia, những hạt có số lượng tử hương và khối lượng khác
**Thụy Sĩ** (còn được viết là _Thụy Sỹ_), tên đầy đủ là **Liên bang Thụy Sĩ**, là một nước cộng hòa liên bang tại châu Âu. Quốc gia này gồm có 26 bang, và thành
**Gerard Kitchen O'Neill** (6 tháng 2 năm 1927 – 27 tháng 4 năm 1992) là một nhà vật lý và nhà hoạt động vũ trụ người Mỹ. Là một giảng viên của Viện Đại học
**Mô hình Chuẩn** của vật lý hạt là một thuyết bàn về các tương tác hạt nhân mạnh, yếu, và điện từ cũng như xác định tất cả những hạt hạ nguyên tử đã biết.
**Vật lý hạt** là một ngành của vật lý nghiên cứu về các hạt sơ cấp chứa trong vật chất và bức xạ, cùng với những tương tác giữa chúng. Nó còn được gọi là
**Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia Fermi** (**Fermilab**), nằm ở Batavia gần Chicago, Illinois, là một phòng thí nghiệm quốc gia của bộ Năng lượng Hoa Kỳ chuyên về vật lý hạt năng
nhỏ|462x462px| Một phản ứng chuỗi [[Phản ứng phân hạch|phân hạch hạt nhân có thể. 1. Một nguyên tử uranium-235 hấp thụ một neutron và phân thành hai (các mảnh phân hạch), giải phóng ba neutron
**Lò phản ứng hạt nhân** là một thiết bị được dùng để khởi động, duy trì và kiểm soát phản ứng hạt nhân. Trong thực tế có hai loại lò chính. # Lò phản ứng
**Danh sách hạt cơ bản** đã tìm thấy hoặc được tin rằng tồn tại trong vũ trụ của chúng ta phân chia theo thành các nhóm chủ yếu sau: ## Các hạt sơ cấp Hạt
**Lý thuyết thống nhất lớn**, hay **Thuyết thống nhất**, được hình thành trong tiến trình mở rộng mô hình chuẩn của vật lý hạt. Mô hình chuẩn đã miêu tả chính xác các quan sát
**Tốc độ ánh sáng** trong chân không, ký hiệu là , là một hằng số vật lý cơ bản quan trọng trong nhiều lĩnh vực vật lý. Nó có giá trị chính xác bằng 299.792.458 m/s
[[Đĩa bồi tụ bao quanh lỗ đen siêu khối lượng ở trung tâm của thiên hà elip khổng lồ Messier 87 trong chòm sao Xử Nữ. Khối lượng của nó khoảng 7 tỉ lần khối
**Photon** hay **quang tử** (, phōs, ánh sáng; tiếng Việt đọc là _phô tông_ hay _phô tôn_) là một loại hạt cơ bản, đồng thời là hạt lượng tử của trường điện từ và ánh
Bức ảnh buồng mây của C.D. Anderson của positron đầu tiên từng được xác định. Một tấm chì 6 mm ngăn cách nửa trên của buồng với nửa dưới. Positron phải đến từ bên dưới
nhỏ|phải|[[Nhà máy điện hạt nhân Ikata, lò phản ứng nước áp lực làm lạnh bằng chất lỏng trao đổi nhiệt thứ cấp với đại dương.]] nhỏ|phải|Ba loại tàu năng lượng hạt nhân, từ trên xuống
nhỏ|Một [[neutron được bắn vào một hạt nhân urani-235, biến nó thành một hạt nhân urani-236 với năng lượng kích thích được cung cấp bởi động năng của neutron cộng với các lực liên kết
Panavia Tornado **Máy bay tiêm kích đánh chặn** (hoặc đơn giản hơn là **máy bay đánh chặn**) là một loại máy bay chiến đấu được thiết kế chuyên dụng cho việc ngăn chặn và tiêu
liên_kết=https://en.wikipedia.org/wiki/File:B-52_Stratofortress_assigned_to_the_307th_Bomb_Wing_(cropped).jpg|nhỏ|280x280px|[[Boeing B-52 Stratofortress|B-52 của Không quân Mỹ đang bay qua Texas]] **Máy bay ném bom** (tên Hán Việt là **oanh tạc cơ**) là loại máy bay quân sự được thiết kế để tấn công các
thumb|Người phụ nữ [[Trung Quốc với kiểu tóc cầu kỳ, 1869]] thumb|right|Kiểu tóc truyền thống của cô dâu [[Nhật Bản]] thumb|Hình tượng người phụ nữ với kiểu tóc và kẹp tóc phức tạp, thế kỷ
nhỏ|300x300px|Máy bay [[Boeing 787 Dreamliner|Boeing 787-9 Dreamliner của Hãng hàng không Quốc gia Việt Nam.]] **Máy bay**, còn gọi là **tàu bay** hay **phi cơ**, là phương tiện bay hiện đại, ngày nay đóng vai
nhỏ|295x295px|[[Đám mây hình nấm của quả bom nguyên tử _Fat Man_ ném xuống thành phố Nagasaki, Nhật Bản vào ngày 9 tháng 8 năm 1945.]] **Vũ khí hạt nhân** (chữ Nôm: 武器核仁, tiếng Anh: _nuclear
thumb|Các loại hạt thương phẩm một khu chợ. **Hạt** hay **hột** là một phôi cây hoặc hạt giống nhỏ, cứng, khô, có hoặc không có lớp áo hạt hoặc quả kèm theo, được thu hoạch
nhỏ|Tàu cao tốc [[ICE (Intercity-Express) tại Đức]] nhỏ|phải|[[E5 Series Shinkansen|E5 Series Shinkansen tại Nhật Bản]] nhỏ|phải|[[Intercity-Express|ICE thế hệ thứ ba do Đức thiết kế trên tuyến đường sắt cao tốc Köln–Frankfurt]] **Đường sắt cao tốc**
**Lợn rừng lai** hay **Heo rừng lai** (_Sus scrofa_ x _Sus scrofa domesticus_) là một giống lai giữa một con lợn rừng và lợn nhà. Thông thường, lợn rừng lai là con lai giữa lợn
Máy xông mũi họng Microlife NEB200 với những hạt phun nhỏ mịn đưa thuốc vào cơ thể một cách tốt và hiệu quả nhấtHiện nay, do ảnh hưởng của việc thay đổi khí hậu, ô
Máy xông mũi họng Microlife NEB200 với những hạt phun nhỏ mịn đưa thuốc vào cơ thể một cách tốt và hiệu quả nhấtHiện nay, do ảnh hưởng của việc thay đổi khí hậu, ô
**Neutrino** (tiếng Việt đọc là: Nơ-tri-nô, được ký hiệu bằng ký tự Hy Lạp ) là một fermion (một hạt sơ cấp có spin bán nguyên ) chỉ tương tác với các hạt sơ cấp
alt=antifa|nhỏ|300x300px|Hàng loạt máy đánh bạc dựa trên kỹ thuật số bên trong một sòng bạc tại [[Las Vegas]] **Máy đánh bạc** (Tiếng Anh Mỹ), **máy trái cây** (Tiếng Anh Anh), **máy poker** hoặc **pokies** (Tiếng
Xuất xứ: Hàn Quốc/Quy cách: Chai 150 mlThông tin sản phẩm:Ở tuổi 20, bạn dường như không hề bận tâm đến chuyện tóc mọc.Nhưng một khi bạn săm soi mái tóc của mình trước gương
Làm bằng sợi tơ cao cấp loại 1 có độ mềm và mỏng giống tóc thật.ko sợ hư tóc, ko cần dưỡng tóc, ko cần chờ đợi... đi tiệc đi chơi... cá tính mọi nơi!Đơn
**Lepton** (tiếng Việt đọc là Lép tôn hay Lép tông) là những hạt cơ bản, có spin bán nguyên (spin ) không tham gia vào tương tác mạnh, nhưng tuân theo nguyên lý loại trừ
**Phổ** (tiếng Đức: Preußen; tiếng Latinh: _Borussia_, _Prutenia_; tiếng Anh: Prussia; tiếng Litva: _Prūsija_; tiếng Ba Lan: _Prusy_; tiếng Phổ cổ: _Prūsa_) là một quốc gia trong lịch sử cận đại phát sinh từ Brandenburg,
nhỏ|Thang máy lên ga [[Ga Alexanderplatz Berlin|Alexanderplatz U-Bahn ở Berlin này được xây bằng tường kính, cho thấy các hoạt động bên trong.]] phải|nhỏ|Bên ngoài thang máy điển hình nhỏ|Cửa thang máy điển hình **Thang
nhỏ|Một virga từ 1 đám mây trung tích **Vật lý đám mây** là việc nghiên cứu về các quá trình vật lý dẫn đến sự hình thành, phát triển và đông kết của các đám
nhỏ|Hình ảnh minh họa nguyên tử heli. Trong hạt nhân, proton có màu hồng và neutron có màu tía **Hạt nhân nguyên tử** là cấu trúc vật chất đậm đặc chiếm khối lượng chủ yếu