| |||
|
Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. | |||
|
Komerční urychlovače
Rudolf Mentzl
Investice do vědy se vždy vyplácely. Mecenáši, ať už osvícení soukromníci či neméně osvícené vlády států, které si to uvědomily, dnes zaznamenávají velké zisky, jejichž kořeny sahají k nějakému zdánlivě nevýznamnému objevu, který kdysi podpořily. Toto tvrzení se ne vždy těší širokému uznání především proto, že termín návratu investic je nejistý a nezřídka kdy se skrývá za horizontem života jednotlivce. Teorie relativity musela čekat desetiletí na své komerční využití, a přece dnes nikdo nepochybuje, že by se GPSGPS – globální polohovací systém, navigace pomocí družic umístěných na oběžné dráze Země. Oficiální název je NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System). Systém je vyvíjen 30 let a v roce 2007 byla na oběžné dráze umístěna již čtvrtá generace polohovacích družic. (která se bez ní neobejde) nevyplácela. Zdá se, že se blížíme k dalšímu bodu zlomu. Tentokrát by mohly znalosti přetavit v peníze Dopravní podniky ve spolupráci s Fyzikálním ústavem.
Past na antihmotu. Zdroj: Tech Explorist.
|
Antihmota – látka složená z antičástic, které mají oproti částicím opačná znaménka všech kvantových nábojů. Atomární jádra jsou u antihmoty tvořena antiprotony a antineutrony, atomární obaly jsou složené z pozitronů. Antiproton – antičástice k protonu. Je stabilní, nicméně rychle anihiluje s okolní látkou. Antiproton byl objeven v roce 1955 Emiliem Segrém a Owenem Chamberlainem, kteří za tento objev získali Nobelovu cenu za fyziku pro rok 1959. Pozitron – antičástice k elektronu. Teoreticky existenci pozitronu předpověděl Paul Dirac v roce 1928. Experimentálně ho objevil v kosmickém záření Carl Anderson v roce 1932. |
O využití urychlovačů pro komerční výrobu drahých prvků jsme informovali již v AB 48/2012. Tehdy šlo ovšem o nelegální soukromou aktivitu, tentokrát se jedná o seriózní vědecký výzkum s ekonomickým přesahem. Georgio Desidera mohl bohatnout na nelegální transmutaci zlata pouze proto, že se přiživoval na infrastruktuře CERNuCERN – Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, Evropské centrum jaderného výzkumu. Komplex urychlovačů a laboratoří na pomezí Švýcarska a Francie založený v roce 1954. Na výzkumu se podílí 22 členských zemí včetně České republiky. K největším objevům patří detekce polních částic slabé interakce, příprava antivodíku a vytvoření kvarkového-gluonového plazmatu, pralátky, z níž vznikal vesmír. V současné době je zde vybudován největší urychlovač světa – Large Hadron Collider, který byl po závadě na jednom z magnetů opětovně spuštěn na konci roku 2009. V roce 2012 byl na LHC objeven Higgsův boson, poslední částice standardního modelu. V CERNu byl také vynalezen a poprvé použit Web. a nemusel platit velice drahý provoz urychlovače LHCLHC – Large Hadron Collider. Urychlovač protonů na nominální energie 14 TeV. LHC byl vybudován ve středisku jaderného výzkumu CERN v tunelu po urychlovači LEP II, který má obvod 27 km. Do zkušebního provozu byl uveden v září 2008, ale zanedlouho došlo k poruše na jednom z magnetů. Urychlovač byl opětovně spuštěn v listopadu 2009. Od března 2010 probíhal fyzikální program na energii 7 TeV. V roce 2012 byl na urychlovači objeven Higgsův boson. Provoz na energiích blízkých nominální probíhá od roku 2015..
Správní lidé na správných místech si položily správnou otázku. Jaký prvek vyrábět, aby jeho cena pokryla a výrazně převýšila náklady na provoz? ZlatoZlato – aurum, chemicky odolný, velmi dobře tepelně i elektricky vodivý, ale poměrně měkký drahý kov žluté barvy. Již od dávnověku byl používán pro výrobu dekorativních předmětů, šperků a jako měnová záruka při emisích bankovek. V současné době je navíc důležitým materiálem v elektronice, kde je ceněna jeho vynikající elektrická vodivost a odolnost proti korozi. V přírodě se vyskytuje zejména ryzí. zdaleka není v přepočtu na hmotnost nejdražší komodita. Na seznamu nejdražších materiálů je až na 16. místě, hned za šafránem. Před ním jsou některé drogy, minerály a exotické prvky. Nejdražším materiálem je s přehledem antihmotaAntihmota – látka složená z antičástic, které mají oproti částicím opačná znaménka všech kvantových nábojů. Atomární jádra jsou u antihmoty tvořena antiprotony a antineutrony, atomární obaly jsou složené z pozitronů.. Pouhý gram antivodíku přijde na více než 1,5 triliardy Kč.
Vize urychlovače organicky včleněného do prostor DPP.
Zdroj: Stable Diffusion Demo.
Připravit antivodík se podařilo již před více než čtvrt stoletím, v roce 1995 v komplexu urychlovačů CERN. Technologickou výzvou dnes již není výroba antiprotonůAntiproton – antičástice k protonu. Je stabilní, nicméně rychle anihiluje s okolní látkou. Antiproton byl objeven v roce 1955 Emiliem Segrém a Owenem Chamberlainem, kteří za tento objev získali Nobelovu cenu za fyziku pro rok 1959. a pozitronůPozitron – antičástice k elektronu. Teoreticky existenci pozitronu předpověděl Paul Dirac v roce 1928. Experimentálně ho objevil v kosmickém záření Carl Anderson v roce 1932., nýbrž jejich udržení do doby, než z nich začneme antivodík stavět. K tomu slouží různé „odstavné dráhy“ – uzavřené smyčky, kde jsou antičásticeAntičástice – částice, u které mají všechna kvantová čísla (elektrický náboj, barevný náboj, vůně atd.) opačné znaménko oproti běžné částici. skladovány do doby, než jsou zapotřebí. V případě potřeby jsou odsud vypuštěny a navedeny do hlavního okruhu, kde je z nich sestaven antiatom.
Takovéto stavby jsou ovšem velice nákladnou záležitostí, stavbou, která si vyžaduje dlouhodobé investice nadnárodního rozsahu. Např. ženevský urychlovač CERN, který měří po obvodu 27 kilometrů, se nachází 50 až 170 m pod zemí. Takové dílo si samozřejmě nemůže malá země dovolit. Přesněji řečeno, nemohla by si ho dovolit, kdyby měla stavět na zelené louce. Jiná situace nastane, když si uvědomíme, že je dílo vlastně již hotovo a zbývá dodat jen pár součástek a otočit vypínačem.
Podzemí Prahy takovou strukturu buduje již bezmála 50 let. Tubusy pražského metraMetro – 1) tunel s mnoha cestujícími; 2) neuvěřitelně sladký dezert. ukryté hluboko pod zemí jsou svou polohou dokonale odstíněné proti kosmickému záření. Navíc jsou mezi půlnocí a pátou hodinou ranní naprosto nevyužité.
Plánované nové trasy metraMetro – 1) tunel s mnoha cestujícími; 2) neuvěřitelně sladký dezert. Zdroj: DPP.
Již od spuštění trasy B je k dispozici okruh ohraničený přestupními stanicemi MůstekWheatstonův můstek – elektrický obvod určený k měření odporu vytvořením rovnováhy mezi dvěma větvemi obvodu, z nichž jedna obsahuje neznámý odpor. Metodu měření vynalezl Samuel Hunter Christie v roce 1833 a vylepšil ji a zpopularizoval sir Charles Wheatstone v roce 1843. – Muzeum – FlorFluor – nekovový značně toxický prvek, zelenožlutý plyn, chemicky mimořádně reaktivní, vyznačuje se největší elektronegativitou ze všech prvků periodické soustavy. Je nejlehčím prvkem ze skupiny halogenů. Fluor poprvé připravil Henri Moissan roku 1886. Fluor je součástí často používaných freonů, které poškozují ozónovou vrstvu.enc. Ten je jako stvořený pro hlavní okruh. Další okruhy vzniknou s připravovanou trasou D a propojením stanic Náměstí republiky s Hlavním nádražím. Spolu s FlorFluor – nekovový značně toxický prvek, zelenožlutý plyn, chemicky mimořádně reaktivní, vyznačuje se největší elektronegativitou ze všech prvků periodické soustavy. Je nejlehčím prvkem ze skupiny halogenů. Fluor poprvé připravil Henri Moissan roku 1886. Fluor je součástí často používaných freonů, které poškozují ozónovou vrstvu.encí pak přirozeně tvoří malý okruh, kde by se mohly antičástice skladovat. Další rozšíření okruhu nabízí rozšířit hlavní okruh ještě o Náměstí míru, což je zajímavá alternativa nejen z hlediska obvodu urychlovače. Náměstí míru se svou bezkonkurenční hloubkou je ideální místo pro kolider, protože tam částice poletí z kopce.
V zavíracích hodinách metraMetro – 1) tunel s mnoha cestujícími; 2) neuvěřitelně sladký dezert. je sice zdánlivě dost času na experimenty, ale dlouhou dobu by klasickým vývěvám zabralo jen samotné vyčerpání vzduchu z tunelu. Proto jsou vyvíjena speciální těsnění, která budou přimontována na poslední vagón půlnoční soupravy. Vlak pak zafunguje jako mohutný píst, který jedinou jízdou celý tunel evakuuje.
Do výroby antihmoty ve velkém zbývá ještě urazit velký kus cesty. Jde však už jen o detaily a víceméně organizační záležitosti. Pokud ostrému provozu něco brání, jsou to především bezpečnostní předpisy. Nelze je samozřejmě brát na lehkou váhu, a tak se řeší vše, od dostatečně zaizolovaných vodičů až po včasný nástup ranní úklidové čety, která by měla za úkol vymést přebytky antihmoty, aby nedocházelo k nežádoucím anihilacímAnihilace – proces zániku částice a antičástice, při kterém se obě přemění na záření. O existenci antičástic poprvé teoreticky uvažoval Paul Adrien Maurice Dirac v roce 1928. s cestujícími.
Odkazy
