LHC - we'll see what Big Bang is

User avatar
AKBApuyc
Уже с Приветом
Posts: 14070
Joined: 16 Aug 2004 01:49
Location: USA

LHC - we'll see what Big Bang is

Post by AKBApuyc »

NewScientist wrote:The Large Hadron Collider (LHC) is nearing completion at CERN, the European centre for particle physics near Geneva, Switzerland. Scientists hope it will begin operations in mid-July.

The collider will simulate conditions less than a billionth of a second after the big bang, by smashing protons together at enormous energies. Physicists hope to resolve long-standing questions, such as why particles have mass and whether space has hidden extra dimensions.

But Wagner and Sancho's court papers raise theoretical scenarios in which the LHC could create particles that gobble up the Earth, such as "killer strangelets". Strangelets are hypothetical blobs of matter containing "strange" quarks, as well as the usual "up" and "down" types that make up ordinary matter.

If a strangelet were stable and negatively charged, it might begin eating the nuclei of ordinary matter, converting them into strange matter. Eventually the menacing chain reaction could assimilate our entire planet and everyone on it.


Не приведет ли неистовое любопытство человека к непредсказуемым результатам ? Точно сказать, что получится никто не может (для того и строился ускоритель). Может некоторые вещи лучше и не знать ?

James Gillies, a spokesman for CERN wrote:What we want to do is get this machine up and running. We'll show people that the world is not going to disappear.


Беспроигрышное заявление. :D Если он не прав, претензии никто уже не предъявит. Что ж... поживем - посмотрим...(обратный отсчет до большого баха)


New Scientist

MSNBC CosmicLog

Image
User avatar
ABK
Уже с Приветом
Posts: 1782
Joined: 23 Dec 2005 18:53
Location: Portland, OR

Post by ABK »

Да ладно, ничего там не будет. Энергии некоторых частиц приходяших из глубокого космоса на много порядков превышают, возможности этого LHC. Ничего вроде живем.
OtecFedor
Уже с Приветом
Posts: 8378
Joined: 17 Oct 2001 09:01
Location: Уездный город N

Post by OtecFedor »

Манaжмент грамотно подымает PR шумиху чтобы привлечь интерес публики и деньги. А будет просто маленькии пичок на спектре рассеяния.
Hamster
Уже с Приветом
Posts: 11475
Joined: 20 Nov 2000 10:01
Location: Escondido, CA

Post by Hamster »

Не беспокойтесь, в июле ничего не случится. На полную мощность его выведут только в следующем году.
sondo
Уже с Приветом
Posts: 8473
Joined: 31 Oct 2006 05:39

Post by sondo »

Самое худшее что может случиться с LHC - ничего особо нового не найдут и на этом particle physics как наука умрет.
Потому как больше таких денег (а тем более еще больших) уже никогда не дадут.
User avatar
Иоп
Уже с Приветом
Posts: 8832
Joined: 18 Feb 2005 08:00
Location: Yekaterinburg --> Toronto

Post by Иоп »

А если что-нибудь найдут, что это должно быть?
sondo
Уже с Приветом
Posts: 8473
Joined: 31 Oct 2006 05:39

Post by sondo »

Иоп wrote:А если что-нибудь найдут, что это должно быть?


Что-нибудь из списка :)
http://en.wikipedia.org/wiki/Large_Hadr ... r#Research
User avatar
KP580BE51
Уже с Приветом
Posts: 15007
Joined: 14 Jun 2005 11:50
Location: Ukraine

Post by KP580BE51 »

Иоп wrote:А если что-нибудь найдут, что это должно быть?

Возможность сделать вот такую штуку. (как один из вариантов)
Image
User avatar
KP580BE51
Уже с Приветом
Posts: 15007
Joined: 14 Jun 2005 11:50
Location: Ukraine

Post by KP580BE51 »

sondo wrote:Самое худшее что может случиться с LHC - ничего особо нового не найдут и на этом particle physics как наука умрет.
Потому как больше таких денег (а тем более еще больших) уже никогда не дадут.

К сожалению, согласен. И вариант что ничего не найдут, весьма вероятный. :(
User avatar
Flash-04
Уже с Приветом
Posts: 63430
Joined: 03 Nov 2004 05:31
Location: RU -> Toronto, ON

Post by Flash-04 »

действительно фигня написана. в избытке природных ускорителей гораздо более мощных, и если бы такая цепная реакция была бы возможна, вокруг нас было бы полно "странной" материи. однако ж нет.
Not everyone believes what I believe but my beliefs do not require them to.
erix
Уже с Приветом
Posts: 3289
Joined: 18 Oct 2005 18:08

Post by erix »

Эта фигня чем-то напоминает Black Mesa Research Facility
zeaman
Новичок
Posts: 69
Joined: 02 May 2006 05:09
Location: Syberia->...>WA

Post by zeaman »

Формально у критиков БАКа есть некоторая логика:
Несмотря на то что космические лучи имеют энергию на много порядков выше и бомбардировали поверхность Земли миллиарды лет, продукты столкновения всегда улетали с ультрарелятивистскими скоростями. У продуктов же столкновения БАКа есть вероятность иметь скорость меньше первой космической.
Zeaman 51
sergeika
Уже с Приветом
Posts: 2879
Joined: 30 Nov 2001 10:01
Location: California

Post by sergeika »

Иоп wrote:А если что-нибудь найдут, что это должно быть?
Надеются бозон Хиггса засечь. Это недостающий кирпич в Стандартной Модели. По всему, он там должен быть, но экспериментально еще не наблюдался. Все остальные компоненты Стандартной Модели были сначала предсказаны теорией, а потом обнаружены в экспериментах.

Кстати, на картинке в первом сообщении мы смотрим в центр, прямо туда, где сейчас уже смонтирован Barrel Semiconductor Tracker ATLASа. Там кое-что сделано и моими шаршавыми руками. Работала, конечно, большая коллаборация - мы, LBL, японцы, модули в Мюнхен отсылали для сборки. Front-end чипы, кстати, в Кракове были разработаны. Монтировать трэкер в Женеву от нас летала молодежь. У меня был большой соблазн (заодно на лыжах покататься), но я уже оказался задействован в других проектах и на несколько месяцев исчезнуть не мог, к сожалению.Image
АТЛАС - проект потрясающих масштабов. Arguably, the largest and most sophisticated machine ever build. Даже если не знаешь, насколько он сложен, эта махина впечатляет. Если знаешь - тем более. Вот тут много интерсного и красивые анимашки:
http://atlas.ch/index.html
sergeika
Уже с Приветом
Posts: 2879
Joined: 30 Nov 2001 10:01
Location: California

Post by sergeika »

KP580BE51 wrote:
sondo wrote:Самое худшее что может случиться с LHC - ничего особо нового не найдут и на этом particle physics как наука умрет.
Потому как больше таких денег (а тем более еще больших) уже никогда не дадут.
К сожалению, согласен. И вариант что ничего не найдут, весьма вероятный. :(
Если Хиггса найдут - это будет последнее крупное открытие. Конец великой эпохи. Вереница блестящих открытий длиною в столетие. Если не найдут... Будем посмотреть. Во всяком случае, над апгрейдингом ATLASа у нас уже начала работать небольшая группа.
User avatar
KP580BE51
Уже с Приветом
Posts: 15007
Joined: 14 Jun 2005 11:50
Location: Ukraine

Post by KP580BE51 »

sergeika wrote:АТЛАС - проект потрясающих масштабов. Arguably, the largest and most sophisticated machine ever build. Даже если не знаешь, насколько он сложен, эта махина впечатляет. Если знаешь - тем более. Вот тут много интерсного и красивые анимашки:
http://atlas.ch/index.html

Посмотрел на мультики на ю-тюбе, действительно впечатляет. Оно все в реальном времени обрабатывается? К примеру произошло столкновение, и сразу производится обработка результатов столкновения? Или произошло столкновение, приезжает ученый, берет чемодан с дисками, и едет к себе на суперкомпютер обрабатывать?

Еще интересно, а электроника внутри этого колайдера, не загнется еще до того как что-то обнаружит?
User avatar
KP580BE51
Уже с Приветом
Posts: 15007
Joined: 14 Jun 2005 11:50
Location: Ukraine

Post by KP580BE51 »

[quote="sergeika"Если Хиггса найдут - это будет последнее крупное открытие. Конец великой эпохи. Вереница блестящих открытий длиною в столетие.[/quote]
Теор. физика будет завершена? Будет создана единая модель всего?
sergeika
Уже с Приветом
Posts: 2879
Joined: 30 Nov 2001 10:01
Location: California

Post by sergeika »

KP580BE51 wrote:Оно все в реальном времени обрабатывается? К примеру произошло столкновение, и сразу производится обработка результатов столкновения? Или произошло столкновение, приезжает ученый, берет чемодан с дисками, и едет к себе на суперкомпютер обрабатывать?

Еще интересно, а электроника внутри этого колайдера, не загнется еще до того как что-то обнаружит?
Столкновения происходят часто, примерно млрд раз в секунду. Количество каналов - только кремниевый трэкер имеет 6.3 млн каналов, плюс пиксельные детекторы, мюонные детекторы, калориметр и пр. Ни передать ни записать такое количество данных невозможно. Просто, пишется не все, поскольку далеко не все события содержат интересную информацию. Все данные (млрд раз в секунду) поступают в pipe-lines и там хранятся, проталкиваясь по pipe-lines, короткое время, пока не будет принято решение триггером 1-го уровня. Одновременно часть данных идет на триггер 1-го уровня. Он недалеко, там же под землей, чтобы не терять время на задержки в проводах (иначе pipe-lines пришлось бы делать слишком длинными). Триггер 1-го уровня смотрит, вылетели ли частицы (результат столкновения). Если частицы вылетели, то все данные по этому столкновению берутся из pipe-line memory и посылаются наверх. Это - кандидат на событие. На поверхности стоит "процессорная ферма" (триггер 2-го уровня) она в реальном времени реконструирует треки частиц и смотрит, есть ли там интересная физика. Относительно небольшое число кандидатов на событие является интересными. Это - события. Их получается примерно 100 в секунду. События пишутся, тут же создаются резервные копии. Это будет происходить непрерывно, год за годом. Ленты с данными, конечно, никто не возит - именно для этого в ЦЕРНе был придуман и разработан world-wide-web (концепция, протоколы, софт) в конце 80-х. Напомню, что первый веб-сервер на территории США заработал в SLAC в 1991 году, первый веб-браузер (freeware) был разработан в ЦЕРНе в 1992 году. Ну и суперкомпьютеров необходимой мощности пока не имеется - для обработки данных понадобятся вычислительные мощности эквивалентные десяткам тысяч современных станций. Поэтому ЦЕРН сейчас ведет работу на "гридом". Ожидается, что грид позволит эффективно соединять десятки тысяч компов в одну систему.

Вопрос радиационной стойкости, конечно очень важен, особенно для трекера, поскольку он расположен близко к пучку. И кремниевые детекторы и интегральные схемы будут деградировать. Испывали долго и детекторы и электронику. В частности, front-end chip разрабатывался одновременно у нас и в Кракове. Оба работали хорошо, у нашего был существенно выше выход годных, но европейский вариант оказался устойчивее к протонам. Вот эти чипы сейчас в АТЛАСе и стоят. Лет на восемь, вроде, должно хватить, а там и upgrade должен будет подоспеть.
sergeika
Уже с Приветом
Posts: 2879
Joined: 30 Nov 2001 10:01
Location: California

Post by sergeika »

KP580BE51 wrote:Теор. физика будет завершена? Будет создана единая модель всего?
Ну, не теорфизика - там сейчас все еще полно всяких модных штучек. Скорее, физика частиц. Да, с открытием Хиггса Стандартная Модель получит свой последний недостающий элемент. В каком-то смысле, это, действительно "модель всего". Но физики надеются, что это еще не конец. Возможно, что Стандартная Модель это частный случай какой-то более сложной системы, как это случилось когда-то с ньютоновской механикой. Признаки этого есть. Например, в Стандартной Модели нет гравитации. Кроме того, последнее время, по мере увеличения энергии пучков и совершенствования аппаратуры, физики все чаще начали наблюдать небольшие отклонения от Стандартной Модели, которым сейчас нет обьяснения. Раньше такого не было, раньше свойства, предсказанные Стандартной Модель подтверждались экспериментально с фантастической точностью. Ожидается, что в АТЛАСе таких отклонений будет наблюдаться больше.
Hamster
Уже с Приветом
Posts: 11475
Joined: 20 Nov 2000 10:01
Location: Escondido, CA

Post by Hamster »

KP580BE51 wrote:Теор. физика будет завершена? Будет создана единая модель всего?


Я не думаю, что единая модель всего может быть завершена на ускорителе. Все интересные элементы конечной теории находятся в районе Планковской энергии, никакой ускоритель туда не заберется.

На LHC должны быть заполнены многие пробелы в понимании физики частиц. Прежде всего, найти Хиггса и померять его массу . Важный элемент - суперсимметрия. Если она существует, LHC должен найти хоть какие-то суперчастицы. 99% развития теоретической физики частиц в последние 20 лет завязано на суперсимметрию ( MSSM, supergravity, струны). Если суперсимметрии не найдется, это будет довольно странно и очень неудобно и теоретикам придется копать в другие стороны. Если найдется, будет много работы - считать новые частицы (суперчастиц может быть десятки), изучать их каналы распада, определить, какая вариация суперсимметрии лучше всего все описывает.

Когда ускоритель поработает 5-10 лет и найдет все, что может, факел перейдет назад к теоретикам. Теоретики "снизу" будут описывать то, что видят на ускорителе, математической моделью. (На практике, сначала теоретики предложат 100 моделей, из них 99 будут опровергнуты экспериментом, с той 1, которая останется, будут работать дальше) Теоретикам "сверху" придется строить теорию всего, которая с минимальным количеством свободных параметров дает в пределе низких энергий то, что нашли теоретики "снизу". (Ну и, само собой, плюс гравитацию и желательно big bang). У струнщиков что-то в этом плане получается, но полной ясности пока нет.
Last edited by Hamster on 12 Jun 2008 22:01, edited 1 time in total.
User avatar
KP580BE51
Уже с Приветом
Posts: 15007
Joined: 14 Jun 2005 11:50
Location: Ukraine

Post by KP580BE51 »

sergeika wrote:Столкновения происходят часто, примерно млрд раз в секунду. Количество каналов - только кремниевый трэкер имеет 6.3 млн каналов, плюс пиксельные детекторы, мюонные детекторы, калориметр и пр. Ни передать ни записать такое количество данных невозможно. Просто, пишется не все, поскольку далеко не все события содержат интересную информацию. Все данные (млрд раз в секунду)
поступают в pipe-lines и там хранятся, проталкиваясь по pipe-lines, короткое время, пока не будет принято решение триггером 1-го уровня.

FIFO Работает на гигагерце. Греться должно оно безумно. Если один канал к примеру 1 ватт, то это 6.3 мегавата, только на питание электроники! А рядом куча вского гелия, жуть!!!

Одновременно часть данных идет на триггер 1-го уровня. Он недалеко, там же под землей, чтобы не терять время на задержки в проводах (иначе pipe-lines пришлось бы делать слишком длинными).

30см на один такт. Без учера диэлектрической проницаемости. 300 метров это всего 1к FIFO.

А как оно тактируется? 1ггц в каждый чип заведено, через кабель точно отмерянной длинны? Или просто заведен один строб, а неравномерность программно компенсируется? Тогда ИМХО 1ггц мало.

Их получается примерно 100 в секунду. События пишутся, тут же создаются резервные копии. Это будет происходить непрерывно, год за годом.

И за это время планируется накопить экспериментальный материал, чтобы сказать, что именно происходит с частицами сверхвысоких энергий?

Лет на восемь, вроде, должно хватить, а там и upgrade должен будет подоспеть.

А какая технология? Обычная, кремниевая, или что-то космическое, на сапфире или что-то в таком духе?
User avatar
KP580BE51
Уже с Приветом
Posts: 15007
Joined: 14 Jun 2005 11:50
Location: Ukraine

Post by KP580BE51 »

sergeika wrote:
KP580BE51 wrote:Теор. физика будет завершена? Будет создана единая модель всего?
Ну, не теорфизика - там сейчас все еще полно всяких модных штучек. Скорее, физика частиц. Да, с открытием Хиггса Стандартная Модель получит свой последний недостающий элемент. В каком-то смысле, это, действительно "модель всего". Но физики надеются, что это еще не конец. Возможно, что Стандартная Модель это частный случай какой-то более сложной системы, как это случилось когда-то с ньютоновской механикой. Признаки этого есть. Например, в Стандартной Модели нет гравитации. Кроме того, последнее время, по мере увеличения энергии пучков и совершенствования аппаратуры, физики все чаще начали наблюдать небольшие отклонения от Стандартной Модели, которым сейчас нет обьяснения. Раньше такого не было, раньше свойства, предсказанные Стандартной Модель подтверждались экспериментально с фантастической точностью. Ожидается, что в АТЛАСе таких отклонений будет наблюдаться больше.

Почти один в один это же написано в википедии.
Hamster
Уже с Приветом
Posts: 11475
Joined: 20 Nov 2000 10:01
Location: Escondido, CA

Post by Hamster »

И за это время планируется накопить экспериментальный материал, чтобы сказать, что именно происходит с частицами сверхвысоких энергий?


Планируется накопить достаточно инцидентов, чтобы делать какие-то заключения. Тяжелые частицы очень трудно создавать. При всех тех миллиардах столкновений в секунду, счет реально наблюдаемых распадов того же Хиггса идет IIRC на единицы в день (и это на полной мощности).

Сам по себе Хиггс очень нестабилен и развалится, прежде чем долететь до детектора. Все, что засечет детектор - большое количество разлетающихся в разные стороны легких частиц. (Причем многие частицы он не засечет: нейтрино улетают из детектора и уносят большую часть энергии; какие-то частицы полетят близко к оси пучка, туда, где детекторов нет; в общем, полная реконструкция события невозможна) Однозначно из показаний детектора определить, что это был Хиггс, нельзя.

Что на практике делается: выбираются фильтры, которые максимизируют число засеченных частиц и в то же время минимизируют уровень шума. Исходя из существующих моделей, на компьютере делаются симуляции Монте-Карло. Результаты сопоставляются с данными из детектора. Если детектор видит избыток определенных событий и этот избыток настолько превышает уровень шума, что его нельзя списать на статистическое отклонение - ура, мы, похоже, открыли новую частицу.

Работа суперкомпьютера сводится к тому, чтобы получить от юзера набор фильтров, прогнать через него все миллиарды записанных событий, и ответить, сколько событий этим фильтрам удовлетворяет.
sergeika
Уже с Приветом
Posts: 2879
Joined: 30 Nov 2001 10:01
Location: California

Post by sergeika »

Там pipe-lines не простые - мультиплексированые. Каждая - блок из 12х12 ячеек. Глубина : 12(12-1)=132 такта. Для апгрейда перспективной сейчас считается кремний-германиевая технология. Запас по радиационной стойкости пока неясен. У нас небольшая группа сейчас этим занимается - облучает и меряет тестовые транзисторы.
User avatar
KP580BE51
Уже с Приветом
Posts: 15007
Joined: 14 Jun 2005 11:50
Location: Ukraine

Post by KP580BE51 »

Hamster wrote:Что на практике делается: выбираются фильтры, которые максимизируют число засеченных частиц и в то же время минимизируют уровень шума. Исходя из существующих моделей, на компьютере делаются симуляции Монте-Карло. Результаты сопоставляются с данными из детектора. Если детектор видит избыток определенных событий и этот избыток настолько превышает уровень шума, что его нельзя списать на статистическое отклонение - ура, мы, похоже, открыли новую частицу.

Тогда ясно, спасибо. Значит "так сразу" ничего не откроют. Несколько лет и множество споров уйдет.
User avatar
KP580BE51
Уже с Приветом
Posts: 15007
Joined: 14 Jun 2005 11:50
Location: Ukraine

Post by KP580BE51 »

sergeika wrote:Там pipe-lines не простые - мультиплексированые. Каждая - блок из 12х12 ячеек. Глубина : 12(12-1)=132 такта.

А почему так мало?

Для апгрейда перспективной сейчас считается кремний-германиевая технология. Запас по радиационной стойкости пока неясен. У нас небольшая группа сейчас этим занимается - облучает и меряет тестовые транзисторы.

А разве это уже не было сделано? Столько спутников летает.

Return to “Наука и Жизнь”