How big is Wielki Zderzacz Hadronów?

Wielki Zderzacz Hadronów, czyli LHC, to akcelerator cząstek: maszyna, która rozpędza maleńkie cząstki i zderza je ze sobą. Jego główny pierścień ma 26,7 kilometra obwodu i około 8,5 kilometra średnicy. Mieści się w tunelu pod ziemią w pobliżu Genewy i przecina granicę między Francją a Szwajcarią.

Rozmiar

CERN, Europejska Organizacja Badań Jądrowych, zarządza LHC i podaje obwód pierścienia, czyli odległość wokół niego, jako 26 659 metrów. Pierścień nie jest idealnym kołem. Składa się z ośmiu łuków połączonych ośmioma odcinkami prostymi. Szerokość około 8,5 kilometra wynika z podzielenia obwodu przez liczbę pi (około 3,14), więc jest to bliskie przybliżenie.

Sam tunel jest znacznie węższy. W zakrzywionych odcinkach ma wewnątrz 3,7 metra średnicy. Leży na głębokości od 45 do 170 metrów pod powierzchnią ziemi, na płaszczyźnie, która łagodnie opada w stronę Jeziora Genewskiego.

Większość pierścienia wypełniają magnesy. Jego 1232 główne magnesy zakrzywiające mają po 15 metrów długości, więc razem zajmują około 18,5 kilometra, czyli 69% pierścienia.

Porównania rozmiarów

Pierścień jest niemal tak szeroki, jak Mount Everest jest wysoki: ma około 8,5 kilometra średnicy, a Everest ma 8849 metrów nad poziomem morza.
Osoba pokonująca maraton, czyli 42,195 kilometra, przebiegłaby wokół pierścienia około 1,6 raza.
Około 240 boisk do futbolu amerykańskiego, każde o długości 110 metrów razem ze polami punktowymi, ułożonych jedno za drugim, zmieściłoby się wokół pierścienia.
Tunel jest nieco ponad dwa razy szerszy niż osoba o wzroście 1,7 metra, ale tworzony przez niego pierścień jest około 2300 razy szerszy niż sam tunel.

Co dzieje się w środku

Dwie wiązki cząstek, zwykle protonów, krążą wokół pierścienia w przeciwnych kierunkach w osobnych rurach. Każda wiązka okrąża pierścień 11 245 razy na sekundę. To około 300 000 kilometrów na sekundę, bardzo blisko prędkości światła.

Magnesy nadprzewodzące, które przewodzą prąd elektryczny bez strat energii, kierują wiązki na zakrętach. Aby działały, magnesy chłodzi się do −271,3 °C, czyli do temperatury niższej niż w przestrzeni kosmicznej. Wiązki doprowadza się do zderzeń w czterech punktach pierścienia, gdzie duże detektory rejestrują wylatujące cząstki.

W 2026 roku CERN opisuje LHC jako największy i najpotężniejszy akcelerator cząstek na świecie. W lipcu 2012 roku naukowcy z CERN ogłosili odkrycie bozonu Higgsa. Odkrycie potwierdziło koncepcję zaproponowaną po raz pierwszy w 1964 roku, aby wyjaśnić, skąd cząstki elementarne mają masę.

Tunel zbudowany dla wcześniejszej maszyny

Tunel wykopano w latach 1984–1989 dla wcześniejszego zderzacza, Wielkiego Zderzacza Elektronów i Pozytonów, znanego jako LEP. LEP zamknięto w 2000 roku, aby zwolnić tunel dla LHC. Dzięki ponownemu wykorzystaniu tunelu nie trzeba było ponosić kosztów wykopania nowego.

Rada CERN zatwierdziła LHC w grudniu 1994 roku. Zbudowano go w latach 1996–2008, a po raz pierwszy uruchomiono 10 września 2008 roku.