Стоимость большого адронного коллайдера

Стоимость большого адронного коллайдера

Большой адронный коллайдер расположен в тоннеле длиной 26 659 м. Согласно официальным данным, общая стоимость проекта составила 6,03 млрд швейцарских франков ($5,22 млрд) . Километр обошелся примерно в $196 млн . При этом создатели объекта существенно сэкономили, разместив его в тоннеле, построенном еще в 1980-х годах для Большого электрон-позитронного коллайдера.

Похожая сумма — $5 млрд — была потрачена в 1988-1998 годах на строительство подвесного моста, который пересекает пролив Акаси в Японии. При общей длине 3911 м один километр сооружения стоил $1,28 млрд , что более чем в 6,5 раза дороже, чем километр коллайдера. Евротоннель длиной в 50,5 км, соединяющий французский и английский берега Ла-Манша, стоил $15 млрд. 1 километр тоннеля обошелся примерно в $297 млн .

Российские масштабные стройки пока существенно отстают по стоимости от коллайдера. К примеру, проект 74-километрового четвертого транспортного кольца в Москве , движение по которому будет открыто в 2013 году, оценивается в $9,4 млрд. На километр этой трассы будет потрачено $127 млн — почти в полтора раза дешевле коллайдера.

Стоимость строительства первой очереди нефтепровода Восточная Сибирь—Тихий океан (2694 км), которая будет открыта в 2009 году, составляет $11,2 млрд. Затраты на километр трубы составят $4,16 млн (в 47 раз меньше трат на ускоритель).

Наталия Киеня

Бозон Хиггса дал ученым больше вопросов, чем ответов. Чтобы найти решения для новых задач, группа американских специалистов предлагает создать новую гигантскую установку: Сверхбольшой адронный коллайдер в подземном тоннеле диаметром 100 километров. Т&P связались с одним из авторов идеи, американским физиком-теоретиком Майклом Пескином, чтобы выяснить, как будет устроен ускоритель и чем он похож на кварковый фонтан.

В ноябре ученые из США представили общественности концепцию создания Сверхбольшого адронного коллайдера. По прогнозам, его строительство может начаться уже в конце 2020-х годов. Колоссальное сооружение для сталкивания протонов будет почти в 4 раза больше и в 7 раз мощнее Большого адронного коллайдера (БАК), расположенного в толще породы близ Женевского озера на территории Франции и Швейцарии. Стоимость строительства установки может составить около 10 миллиардов долларов.

По прогнозам, мощность Сверхбольшого адронного коллайдера будет составлять порядка 100 тераэлектронвольт (ТэВ), а диаметр его тоннеля — до 100 километров. Место строительства пока не определено, однако специалисты надеются, что к экспериментам можно будет приступить не позже 2035 года, когда БАК прекратит свою работу. Впрочем, Большому адронному коллайдеру до этого момента еще предстоит пережить модернизацию. В феврале этого года коллайдер был остановлен для плановых технических работ и заработает вновь лишь к концу 2014 года. Энергию столкновения протонов в нем планируется увеличить с нынешних 8 ТэВ до максимальных 13-14 ТэВ.

Сверхбольшой адронный коллайдер может стать одним из самых крупных и сложных сооружений, которые мы когда-либо строили. Чтобы воплотить в жизнь идею его создания, специалистам придется разработать сверхпроводящие магниты, способные создавать более сильные поля, чем магниты Большого адронного коллайдера. Их мощность должна составлять порядка 20 тесла — вместо 14 тесла в БАК: то есть, магнитная индукция в Сверхбольшом адроном коллайдере будет в два раза выше, чем в солнечных пятнах. Чтобы достичь таких показателей, потребуются новые материалы: например, пластины из ниобия — покрытого оксидной пленкой серебристо-белого металла, который сегодня добывается лишь в Бразилии и Канаде. Ниобиевые магниты сегодня считаются главными претендентами на роль источников магнитной индукции в Сверхбольшом адронном коллайдере, однако они очень дороги. Кроме того, их температура постоянно должна быть ниже -255 °C.

При этом специалисты предупреждают, что гигантский коллайдер будет всего лишь еще одним шагом на пути постижения загадок физики элементарных частиц. Открытие бозона Хиггса подтвердило теорию о том, что некоторые частицы обладают массой из-за того, что взаимодействуют с вездесущим, похожим на патоку или рыхлый снег полем Хиггса. Но почему же масса «частицы Бога» так велика? Одно из объяснений дает теория суперсимметрии, которая говорит о том, что у существующих частиц есть пары, более тяжелые кусочки материи. И все же, эксперименты в БАК до сих по не принесли нам никаких доказательств этой теории. Возможно, как и было предсказано физиками-теоретиками, массы «частиц-близнецов» настолько велики, что их невозможно обнаружить в Большом адронном коллайдере. В таком случае для поиска нам и впрямь необходима гигантская установка. Пока же ученым остается только надеяться, что повышение мощности БАК позволит в ближайшие 10 лет найти подтверждение существования суперсимметрии и понять, что именно потребуется от Сверхбольшого адронного коллайдера.

Читайте также:  Самые лучшие материнские платы 775 socket

Майкл Пескин

физик-теоретик Национальной ускорительной лаборатории (США), автор концепции создания Сверхбольшого адронного коллайдера

Планы по строительству сверхбольшой установки — лишь один из элементов концепции эволюции ускорителей частиц в ближайшие 10 лет. В 2015 году мощность Большого адронного коллайдера должна достичь 13 ТэВ, а в 2022-23 годах он войдет в фазу высокой светимости. Кроме того, существует проект Международного линейного коллайдера — электронно-позитронной установки для более тщательного исследования бозона Хиггса и истинных кварков. Ее строительство в Японии как раз обсуждается сейчас. Эксперименты планируется начать в конце 2020-х годов.

Сверхбольшой адронный коллайдер — это пока только образ. Очертив его в нашем докладе, мы хотели подтолкнуть других специалистов к созданию научно-исследовательских работ, чтобы в течение ближайшего десятилетия кто-нибудь выдвинул конкретные предложения. Стоимость коллайдера нужно многократно снизить. Для этого необходимо разработать магниты нового поколения. Я ожидаю, что строительство установки начнется в конце 2020-х годов, а первые эксперименты можно будет провести в 2040-х.

Как и БАК, Сверхбольшой адронный коллайдер будет общемировым проектом. Вероятно, для его строительства потребуется более сбалансированный с точки зрения распределения обязательств между регионами подход к финансированию проекта. Важным игроком станет Китай. Россия, надеюсь, тоже окажется больше вовлечена в процесс реализации задачи. Человечеству ведь нужен всего один сверхбольшой коллайдер. Место для строительства установки пока не выбрано. Это зависит от того, какие страны проявят интерес к проекту. ЦЕРН, очевидно, потребуется другой масштабный проект после закрытия БАК, и потому именно ЦЕРН должен стать главной фигурой в том, что касается реализации этого замысла. В США в реализации нашей задумки заинтересована Национальная ускорительная лаборатория им. Энрико Ферми, однако на сегодняшний день американские власти достаточно негативно относятся к перспективе строительства установки стоимостью 10 миллиардов долларв. Но отношение правительства может измениться, если ученым удастся совершить новые открытия в БАК.

Большой адронный коллайдер был построен для поисков бозона Хиггса. После того, как мы его нашли, Стандартную модель физики элементарных частиц можно считать завершенной. Сегодня не существует других частиц, относительно которых мы располагали бы какой-то теорией или предсказанием того, где их найти. Тем не менее в фундаментальной физике есть множество феноменов, которые Стандартная модель не может объяснить. Например, в ней нет частицы темной материи Вселенной. Модель не объясняет, почему кварки и лептоны имеют настолько разную массу, а истинный кварк в 1000 раз тяжелее «верхнего» кварка. Мы знаем, что поле, связанное с бозоном Хиггса, в любой точке Вселенной имеет отличное от нуля значение, и что это и есть причина возрастания масс всех прочих частиц. Но мы не знаем, почему поле Хиггса так странно себя ведет, и Стандартная модель не может дать нам ключ к этой загадке.

Читайте также:  Создать почту icloud com через компьютер

Теоретические модели непонятных нам эффектов действия поля опираются на предположение, что в мире существуют частицы в 10 и даже в 30 раз тяжелее W-бозона или истинного кварка. Сегодня существует множество таких моделей, и в каждой ключевую роль играют разные новые частицы. Многие схемы предполагают фундаментальные изменения в структуре пространства-времени, когда на первый план выходят понятия суперсимметрии, суперструн и новых измерений. У меня нет никаких сомнений в том, что есть масса важных и захватывающих открытий, которые мы можем совершить в коллайдере более высокой мощности. В самое ближайшее время мы бросим все силы на поиск новых частиц в Большом адронном коллайдере. Я верю, что открытия, которые он позволит совершить, укажут нам путь вперед.

В отношении 100-километровой установки существует и другая проблема, куда менее серьезная, но не менее принципиальная, чем все остальные: название. Его дословный перевод звучит как «Очень большой адронный коллайдер». После публикации концепции создания устройства BBC предложила своим читателям придумать для него имя получше. В результате среди предложенных названий оказалось немало смехотворных: космическая соковыжималка, большая сосиска и мegahadrosaurousen, больше похожее на название какого-нибудь доисторического ящера с утиным клювом. Однако нашлись и имена, которые отличались поэтичностью: например, кварковый фонтан, светоч темной материи и машина великого «Почему».

Адронный коллайдер (БАК) предназначен для ускорения заряженных частиц. Коллайдер является самым большой и дорогой экспериментальной установкой. Он размещен под землей на французско-швейцарской границе.

Для того, чтобы понять насколько масштабный этот международный проект, достаточно узнать, сколько стоит построить подобный коллайдер.

Затраты на установку

Постройка адронного коллайдера длилась около десятилетия.

Общая стоимость сооружения около 7,8 млрд долларов.

Ежегодный бюджет установки составляет 1,2 млрд. долл. США .

При расчете, сколько стоит проект, не учитывали более раннюю инфраструктуру совместно с наработками CERN.

Современное оборудование установили в тоннель адронного коллайдера, который был построен ранее.

Если бы БАК пришлось возводить с нуля, ценность постройки возросла бы в несколько раз.

Расценки на эксперименты

В БАК проводится несколько различных экспериментов.

С помощью одного из них обнаружили бозон Хиггса.

В целом сумма расходов составляет около 5,5 млрд. долл. США в год .

Затраты CERN составляют около 20% стоимости этих экспериментов.

Остальная часть финансирования этих экспериментов обеспечивается международным сотрудничеством.

Ежегодные расходы на содержание

Большой коллайдер — крупнейший в мире коллайдер частиц.

Для этого объекта требуется 700 гигаватт-часов энергии и около 1 миллиарда долларов на его поддержание и эксперименты.

Более 10 000 исследователей , инженеров и студентов из 60 стран на шести континентах вносят вклад в проекты, которые призваны разгадать фундаментальную физику Вселенной.

Вычислительная мощность является значительной частью затрат на управление ЦЕРНом — около 286 миллионов долларов в год.

Общая цена электроэнергии необходимой для работы адронного коллайдера составляет около 23,5 млн. долл. США в год .

Историческое открытие и помощь всего мира

Строительство такого большого проекта длилось 7 лет.

Адронный коллайдер был впервые запущен в августе 2008 года.

Позже он периодически останавливался на ремонты и профилактику.

В коллайдере исследователи уже нашли несколько частиц, которые не были известны науке ранее.

Многих интересует, сколько денег стоит один такой эксперимент.

Для примера: если брать в расчет все расходы, цена поиска бозона Хиггса составила около 13,25 млрд долларов .

Сами деньги предоставляются странами-членами ЦЕРН, а чуть более 70% годового бюджета предоставляются Германией, Великобританией, Италией, Францией и Испанией.

Что такое ЦЕРН?

В 1952 году одиннадцать европейских стран объединились для создания совета Европы по ядерным исследованиям, на французском языке аббревиатура которого — CERN.

В последующие годы название организации менялось.

Но акроним ЦЕРН остался, как наиболее привычный.

Масштабность постройки

БАК — это кольцо длиной в 27 километров.

Сооружение размещается под землей на глубине 100 м.

Коллайдер имеет около 9 300 магнитов, которые охлаждаются до -235 градусов по Цельсию.

Чтобы подготовиться к обработке потока данных, CERN построила глобальную вычислительную сетку БАК.

Своего рода супер быстрый, частный Интернет, соединяющий около 80 000 компьютеров для анализа данных.

Планы на ближайшие годы

Ранее были прогнозы, что Большой коллайдер будет работать без существенного обновления до 2034 года.

Исследуется возможность того, что проект будет расширятся до 100 км в периметре.

Название нового проекта — FCC (Future Circular Collider).

Его цель — электрон-позитронная установка с энергией, которая будет достигать 45-175 ГэВ.

Бюджет будущих изменений пока не оглашается в официальных источниках ЦЕРНа.

Вопросы, которые больше всего волнуют пользователей в сети:

  1. Почему установку спрятали под землю?

Ну, это потому, что найти 27-километровую недвижимость над землей действительно очень дорого.

Для экспериментов используется туннель, первоначально выкопанный для предыдущего коллайдера, который был декомпозирован в 2000 году.

Земля и камни также обеспечивают большую защиту, чтобы уменьшить количество естественного излучения, которое достигает детекторов ускорителя.

  1. Почему БАК, как оборотень?

Подобно приливам в океане, земля также подвержена лунному притяжению.

Когда Луна полная, земная кора поднимается примерно на 25 см.

Это движение приводит к тому, что окружность коллайдера изменяется на 1 мм (из 27 км, коэффициент 0,000004%) , но этого достаточно, чтобы физикам было необходимо принять это обстоятельство во внимание.

  1. Почему устройство напоминает холодильник?

Большой адронный коллайдер — это не только классная физика, но и очень холодная.

Действительно, это самая большая криогенная система в мире и является одним из самых холодных мест на Земле.

Чтобы удерживать их при сверхпроводящей температуре, ученые должны охлаждать магниты -271,3 ° C, что ниже температуры наружного пространства -270,5 ° C.

Сначала магниты охлаждают до -193,2 ° С, используя 10 000 тонн жидкого азота.

Затем для снижения температуры до -271,3 ° C используется 90 тонн жидкого гелия.

Весь процесс охлаждения занимает несколько недель.

  1. Как я могу помочь?

Хотя более 7000 физиков занимаются этой наукой, ваш компьютер тоже может помочь.

Проект LHC @ home позволяет вам вводить время простоя на вашем компьютере, чтобы помочь рассчитать симуляции в реальном времени.

Шаг к открытию тайн Вселенной

На Большом адронном коллайдере проводится ряд дорогостоящих экспериментов, включающих открытие других субатомных частиц.

А также эксперименты, направленные на изучение еще неизвестных территорий физики, таких как Dark Matter и Dark Energy.

Нет никаких сомнений в том, что эти эксперименты не только откроют больше тайн Вселенной, но и обогатят технологические возможности человечества.

Но за такие открытия придется заплатить значительными ресурсами сегодня.

Ссылка на основную публикацию
Сони плейстейшен нетворк вход
Игры по сети, развлечения, друзья, покупки и многое другое – ваше сетевое приключение начинается в PSN. Подключитесь к нашему сетевому...
Смарт часы фикситайм 3 отзывы
Данный товар недоступен для доставки в Ваш регион Мы всегда стремимся к лучшему, чтобы радовать своих покупателей самыми выгодными ценами....
Смарт часы эпл для детей
1 min Apple Watch — самые популярные умные часы в мире. Является ли это идеальным выбором для вашего ребенка, зависит...
Сони f3112 xperia xa
Недорогой смартфон компании Sony (22 990 рублей за Dual версию) с интересным дизайном, LTE, двумя отдельными слотами для SIM-карт, слотом...
Adblock detector