CERNとは何かを思い出しましょう。
CERN-ConseilEuropéenpour la RechercheNucléaire（フランス語）、または欧州核研究機関（英語）、核研究の国際センター。 彼は過去57年間（9月29日、58歳になる）高エネルギー物理学を研究してきました。 非科学的な世界で最も有名な成果は、Tim Leeによる「Webの作成」です（もちろん、以前はサーバーからクライアントへのデータ転送がいくつかの軍事組織に存在していましたが、Tim Lee世界中で）、 GRIDシステムの開発。 スイスとフランスの国境に位置しています。
現在、CERNには世界最大かつ最も強力な加速器LHC（大型ハドロン衝突型加速器、LHC）があります。 この加速器には4つの大規模な実験があります（CERNにはさらに多くの実験がありますが、それらすべてがこれら4つによって得られたデータを使用するか、加速器にまったく関係しません）：ALICE、ATLAS、CMS、LHCb。 それらのそれぞれが何をするのかを分析しましょう（専門家のために、物理学に関係のない人々に明らかになるようにすべてを説明しようとすることを明確にします。不正確さとエラーはコメントで議論できます。 、これらの各実験は個別の記事に値します）：
- アリス ：
ご存知のように、現代の理論によれば（そしてこれまでのところ信頼できる反論なしに）、私たちの宇宙は140億年前のビッグバンから来ました。 ある瞬間、すべての物質が現れ、すべてのエネルギー、時間、空間が出現し、このスープがすべて発達し始めました。 私たちは今、宇宙の創造の直後に可能なすべてのこの非常にスープに興味を持っています。 その時点で物質が存在していた状態は、途方もないエネルギーと温度を持ち、非常に興味深い特性を持つプラズマでした。 アリスは小さなビッグバンを再現し、大爆発後の最初の数秒で物質の状態を観察したいと考えています（これはブラックホールを作成して私たち全員を殺すはずだった実験です、はいはい）。
- アトラス ：
非常に高価な機器を購入し、100人または2人の巧妙な天体物理学者を雇い、数年にわたって宇宙の研究に費やした場合、「見られる」問題は宇宙全体の質量の約5％に過ぎないことがわかります。 残りの95％は、いわゆる暗黒物質（23％）と暗黒エネルギー（72％）です。 ATLASは、それがどのような物質で、なぜ見えないのかを理解しようとしているだけです（理論家は、それが他の次元からの物質であると示唆していますが、光は3でしか広がりません、そして重力です-それが、質量に気付くことができる理由ですこの問題の、しかしそれを見ることはできませんが、これは私には合わない非常に簡単な説明です-それは絶対に間違っている平行世界と他のSFナンセンスがあるようです）。 この実験では、「なぜ身体には質量があるのか」という質問に答えるヒッグス粒子も探しています。
-CMS ：
この実験では、他の方法でのみATLASと同じものを探しています。 しかし、あなたが読んだかもしれないように、ヒッグス粒子を見つけることにこれまで以上に近づいているのは彼です。
-LHCb ：
反物質のようなものがあります。 その特性の1つは、物質と相互作用するときの消滅です（それらは両方とも純粋なエネルギーに変わり、何も残りません）。 理論物理学では、ほとんどすべてが対称性の影響を受けます。つまり、ビッグバンの間に物質と反物質を作成するとき、すべてが消滅して消滅するはずです。 しかし、私たちが考えているように、何か問題があり、すべての物質と反物質が消滅したわけではありません（神のバグ、または機能？）。 LHCbは、なぜこれが起こったのかを理解しようとしています。
実際には、世界で4つの最大の物理実験があります。 誰かが興味を持っているなら、私はそれらのそれぞれについて別々に書くことができます。
それでは、すべての仕組みを見てみましょう。
各実験は、加速器内の粒子ビームを近光速度に加速し、それらの検出器で衝突します（実験ごとに1つの検出器）。 ALICEは、鉛イオン（質量が大きい）、ATLAS、CMS、およびLHCb陽子に衝突します。 衝突後、粒子は小さな粒子に飛び散り、検出器で観測され、このデータから衝突の全体像が復元されます。 検出器からのデータ（ここでは、結晶、バブルチャンバーなど、粒子を固定する単一のピースを正確に意味します...）は、アナログ信号によってそれらのすぐ隣の設備に送信されます。彼らはそれをデジタル信号に変換し、処理と保存のために二階に送ります。 ここでの問題は、このデータがたくさんあることです。 たくさん。 信じられないほどの量。 たとえば、ATLAS実験は、1秒あたり70テラバイトの情報（ ソース ）を受け取ります。 そして、衝突は数時間以内に発生します。 スケールを想像できますか？ この問題を解決するために、CERNはGRIDシステムを開発しました。このシステムは、世界中の多くのデータセンターの能力をその目的に使用しています。 繰り返しますが、誰かが検出器について読むことに興味があるなら、私はそれらについて書くことができます。
どうぞ 粒子を分散させるには、強い磁場をかける必要があります。 ここでは、1.7〜4ケルビンの温度で電流を供給するために超伝導体が使用されます。 すべてはヘリウムで冷却されます。液体ヘリウムが購入され、500トンのコマーシャルが購入され、ケルビンによれば4に冷却されます。 次に、必要に応じて、以下の1.7に進みます。 冷却システムの説明は非常に長くなるので、ここで私に伝えることはあまりありません（誰かが興味を持っているのであれば...まあ、あなたは理解しています）。 私が付け加えることができるのは、2008年にトンネル内で爆発が起こったということです。それは、加速器全体が半年間立ち上がったのが完全なヘリウム供給システムではなかったためです。
ストーリーは次のとおりです。2つの磁石があり、それらはワイヤで接続されています。もちろん、ワイヤはどこかにはんだ付けされています。 ワイヤはヘリウムに「浮いて」おり（1.7ケルビンで思い出します）、約20,000アンペアの電流が流れます。 はんだの生成が不十分で、小さなコンデンサが得られ、火花が発生し、ヘリウムが5ケルビンに加熱されました。 20,000アンペア、5ケルビンの温度で、ワイヤが加熱し始め、その周囲のヘリウムが加熱されました...結果-重さ13トンの磁石が30メートル飛んで、ドアと壁を破壊し、曲がりました。 ヘリウムは加速器のセクション全体をガスで満たした。 問題は、ヘリウムが空気と相互作用し、水が生成され（空気からの結露の結果、 フリッグのおかげで急速な冷却中に水が生成される）、人々が加速器を開くことさえできないことです（加速器の動作中に真空がありました）数百万ドルの電子機器。 私はこれらのケーブルをはんだ付けするための新しい方法を見つけ出し、待って、考え出さなければなりませんでした。
それだけです。 CERNについてはいつでも話すことができますが、ここにあるものと方法についての一般的なアイデアを得るには、これで十分だと思います。 ご質問があれば、私は喜んでいます。
PS：実験に関する記事へのリンク：
-ATLAS実験-問題の簡単な説明と検出器についての少し