CERN -- Ευρωπαϊκό Εργστήριο Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 
Βασική Σελίδα Αρχή μπροστά 

Τεχνολογικές Προκλήσεις

Αποστολή του εργαστηρίου αποτελεί η θεμελιώδης έρευνα, ενώ τα εργαλεία του "επαγγέλματος" είναι οι επιταχυντές  και οι ανιχνευτές σωματιδίων, οι οποίοι απαιτούν τεχνολογία αιχμής, όπως ηλεκτρομαγνήτες, συστήματα κενού και υπολογιστική ισχύ.
 
Το τούνελ του LEP Οι επιταχυντές του CERN είναι από τις πιo πολύπλοκες μηχανές που έχουν ποτέ κατασκευαστεί. Ο LEP, ο μεγαλύτερος από αυτούς, είναι κυκλικός με περιφέρεια 27 km. Εχει πάνω από 5000 εξαρτήματα που κατευθύνουν και επιταχύνουν τις δέσμες των σωματιδίων. Γενικά, πάνω από 
10 000 παράμετροι παρακολουθούνται, ελέγχονται και συγχρονίζονται. Επιπλέον οι δέσμες σωματιδίων του LEP παράγονται μέσα από μια σειρά μικρότερων επιταχυντών, των οποίων τα συστήματα ελέγχου είναι συνδεδεμένα. Αυτή η πολυπλοκότητα τοποθετεί σήμερα το CERN στην πρώτη θέση ανάπτυξης των συστημάτων ελέγχου πραγματικού χρόνου (real-time). 
 
Τα πειράματα του LEP συσσωρεύουν πληροφορία από τους ανιχνευτές σωματιδίων με ρυθμό 0,5 εκατομμύρια bytes/s χρησιμοποιώντας πάνω από 250 000 κανάλια ανάγνωσης. Κάθε κανάλι βαθμονομείται ξεχωριστά με συνεχή on-line και off-line έλεγχο. Αλλά ακόμη και αυτό ακούγεται πολύ συντηρητικό, συγκρινόμενο με τους ανιχνευτές που έχουν προετοιμαστεί για τον διάδοχο του LEP, τον επιταχυντή LHC. Οι ανιχνευτές αυτοί θα συγκεντρώσουν τόση πληροφορία σε μία μόνο μέρα, όση συγκεντρώνει ο ανιχνευτής LEP σ' έναν ολόκληρο χρόνο, με ταχύτητα συλλογής πληροφορίας της τάξης των 10-100 εκατομμύρια bytes/s DELPHI TPC
O LHC θα εξερευνήσει την ύλη με τη μεγαλύτερη ως τώρα λεπρομέρεια. Οι δέσμες πρωτονίων του LHC θα συνγκρούονται με την εκπληκτική ενέργεια των 14 TeV (το TeV είναι μονάδα ενέργειας. 1 TeV είναι περίπου η ενέργεια ενός κουνουπιού που πετάει. Ο LHC συγκεντρώνει 14 TeV σε ένα χώρο περίπου ένα εκατομμύριο φορές μικρότερο από αυτό του κουνουπιού). Επίσης, θα επιταχυνθούν στον LHC δέσμες ιόντων μολύβδου, οι οποίες θα συγκρουσθούν με ενέργεια της τάξης των 1150 TeV.
 
 
Υπεαγώγιμος Διπολικός Μαγνήτης Ο LHC θα χρησιμοποιήσει την τελευταία λέξη της τεχνολογίας σε τεράστια κλίμακα. 8000 υπεραγώγιμοι ηλεκτρομαγνήτες θα συγκρατούν τις δέσμες σε τροχιά.  Ολόκληρος ο δακτύλιος των 27 km πρόκειται να ψυχθεί με 700 000 λίτρα υγρού ηλίου, σε μια θερμοκρασία των -271 βαθμών Κελσίου, καθιστώντας τον LHC την μεγαλύτερη υπεραγώγιμη εγκατάσταση παγκοσμίως.  Συμβατικά υπεραγώγιμα καλώδια θα αποτελέσουν το σπείρωμα των μαγνητών, ενώ  υπεραγωγοί υψηλής θερμοκρασίας θα μεταφέρουν ένα συνολικό ρεύμα 2 300 000 Α από σταθμούς ισχύος στους μαγνητικούς κρυοστάτες. 
 
Οι τεχνικές πολύ υψηλού κενού που αναπτύχθηκαν για πρώτη φορά στο CERN το 1970 θα φτάσουν στα όριά τους. Με σκοπό την αποφυγή συγκρούσεων μεταξύ των σωματιδίων της δέσμης και ατόμων αερίου, ο σωλήνας της δέσμης θα βρίσκεται σε κενό της τάξης του 10-10 torr (σ' αυτό το κενό, τα ηλεκτρόνια μπορούν να ταξιδεύουν για 3 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα χωρίς να συναντήσουν ούτε ένα μόριο αερίου).  Δέσμη διαπερνά το τούνελ LEP
 
chip ανιχνευτή Οι ανιχνευτές σωματιδίων  του LHC είναι τα ηλεκτρονικά μάτια του φυσικού. Παρακολουθούν τα θραύσματα  που παράγονται από τη σύγκρουση των σωματιδίων. Αυτοί οι ανιχνευτές, με μέγεθος κτιριακού συγκροτήματος, αποτελούν εξαιρετικά σύνθετες, ακριβείς, και ευαίσθητες διατάξεις. Θα διαχειρίζονται τόσο μεγάλο όγκο πληροφοριών όσο τα τηλεπικοινωνιακά ευρωπαϊκά δίκτυα σήμερα, συλλέγοντας τα αποτελέσματα από  800 εκατομύρια συγκρούσεις πρωτονίων - αντιπρωτονίων το δευτερόλεπτο.  Επίσης μερικά από τα φαινόμενα που οι φυσικοι θα ερευνήσουν είναι πολύ σπάνια, δηλαδή εμφανίζονται μια φορά σε 100 εκατομμύρια συγκρούσεις. Η διάκριση αυτών των ενδιαφερόντων φαινομένων απαιτεί νέες λύσεις σε θέματα ηλεκτρονικών υψηλής ταχύτητας.
Για να επιτευχθούν αυτές οι τεχνολογικές προκλήσεις, το  CERN εργάζεται στενά  με την  βιομηχανία,  με αμοιβαίο κέρδος και για τους δυο συμμετέχοντες, και συχνά με νέες εφαρμογές σε άλλους τομείς, πολλές φορές και της καθημερινής μας ζωής. Τέλος, πέρα από τις τεχνολογικές εφαρμογές σήμερα είναι πιθανό, όπως η ιστορία έχει δείξει, η σύγχρονη βασική έρευνα να είναι ο σπόρος της τεχνολογίας του επόμενου αιώνα.

Βασική Σελίδα Αρχή μπροστά 
© Copyright CERN