How does an atom-smashing particle accelerator work? - Don Lincoln

Jak działa rozbijający atomy akcelerator cząstek? - Don Lincoln

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Tłumaczenie: Kinga Skorupska Korekta: Rysia Wand

One of the grandest scientific tools ever made by mankind

Jednym z największych osiągnięć nauki

is called an atom smasher.

jest zderzacz cząstek.

And I mean literally grand.

Naprawdę jest wielki!

The biggest one ever built,

Największy dotychczas

the Large Hadron Collider, or LHC,

Wielki Zderzacz Hadronów

is a ring with a circumference of about 18 miles.

to pierścień o średnicy 27 km.

That's more than the entire length of Manhattan.

To więcej niż Manhattan.

So what is an atom smasher?

Czym jest zderzacz atomów?

It is a device that collides atomic nuclei together

To urządzenie zderzające jądra atomów

at extremely high energy.

z bardzo wysoką energią.

The most powerful one scientists have ever built

To najpotężniejsze urządzenie

can heat matter to the hottest temperatures ever achieved,

podgrzewa materię do olbrzymich temperatur,

temperatures last seen at a trillionth of second

takich jak w jednej trylionowej sekundy

after the universe began.

po Wielkim Wybuchu.

Our accelerators are full of engineering superlatives.

Akceleratory mają wszystko "naj-".

The beam-containing region of the LHC is a vacuum,

Wiązki podróżują w próżni,

with lower pressure than what surrounds

o ciśnieniu niższym niż otoczenie

the international space station,

stacji kosmicznej ISS

and is 456 degrees Fahrenheit below zero,

i o temperaturze -236 C,

colder than the temperature of deepest space.

niższej niż w kosmosie.

A previous accelerator sitting in the LHC tunnel

Poprzedni akcelerator w tunelu LHC

holds the world record for velocity,

ma rekord prędkości.

accelerating an electron to a speed so fast

Przyśpieszył elektron tak,

that if it were to race a photon of light,

że w wyścigu z fotonem,

it would take about 14 minutes for the photon

fotonowi zajęłoby 14 minut

to get a lead of about 10 feet.

zdobycie 3 metrowej przewagi.

If that doesn't impress you,

Nie robi wrażenia? Foton jest najszybszy we Wszechświecie.

remember the photon is fastest thing in the universe,

Nie robi wrażenia? Foton jest najszybszy we Wszechświecie.

it goes about 186,000 miles per second.

Porusza się z prędkością 300 m/s.

So how do these subatomic particle accelerators work?

Jak działa akcelerator cząstek subatomowych?

Well, they use electric fields.

Stosując pole elektryczne

Electric fields make charged particles move in the same way

steruje się naładowanymi cząstkami,

that gravity will pull a dropped baseball.

analogicznie do oddziaływania grawitacji.

The force from the electric field

Siła pola elektrycznego

will pull a particle to make it move.

wymusza ruch cząstki.

The speed will continue to increase

Jej prędkość stale rośnie,

until the charged particle is moving incredibly fast.

aż do niesamowitych wartości.

A simple particle accelerator can be made

Prosty akcelerator otrzymamy łącząc

by hooking two parallel metal plates to a battery.

dwie równoległe metalowe płyty z baterią.

The charge from the battery moves

Ładunek z baterii

on to the two metal plates

płynie przez płyty

and makes an electric field that pulls the particle along.

wywołując pole elektryczne oddziałujące na cząstki.

And that's it,

Tylko tyle

you got a particle accelerator.

i macie akcelerator cząstek.

The problem is that an accelerator built this way is very weak.

Jednak taki akcelerator jest bardzo słaby.

Building a modern accelerator like the LHC this way

Gdyby tak budować duży akcelerator,

would take over five trillion standard D-cell batteries.

potrzeba by 5 bilionów baterii D.

So scientists use much stronger batteries

Naukowcy używają mocniejszych baterii,

and put them one after another.

ustawiając je w szeregu.

An earlier accelerator used this method

Poprzedni akcelerator

and was about a mile long

miał półtora kilometra,

and was equivalent to 30 billion batteries.

co równało się 30 miliardom baterii.

However, to make an accelerator

Akcelerator o mocy

that is equivalent to five trillion batteries

5 bilionów baterii

would require an accelerator 150 miles long.

musiałby mieć 240 km.

Scientists needed another way.

Potrzebny był inny sposób.

While electric fields would make a particle go faster,

Pole elektryczne przyspiesza cząstki,

magnetic fields make them move in a circular path.

a pole magnetyczne powoduje ich ruch kołowy.

If you put an electric field along the circle,

Umieszczając pole elektryczne w okręgu,

you don't need to use miles of electric fields,

nie potrzeba szeregu pól elektrycznych;

you can use a single electric field over and over again.

wystarczy jedno i to samo, w kółko.

The beams go around the circle,

Wiązkom podróżującym po okręgu

and each time they gain more energy.

zwiększa się energię.

So very high-energy accelerators consist of

Akceleratory wysokoenergetyczne

a short region with accelerating electric fields,

to pola elektryczne przyśpieszające cząstki

combined with long series of magnets

połączone z polami magnetycznymi

that guide the particles in a circle.

utrzymującymi cząstki w ruchu kołowym.

The strength of the magnets

Siła magnesów

and the radius of the circular path

i promień okrężnej ścieżki

determines the maximum energy of the beam.

określa maksymalną energię wiązki.

Once the beam is zooming along,

Gdy wiązka już zasuwa,

then the real fun begins,

zaczyna się prawdziwa zabawa.

the smashing.

Zderzanie.

The reason physicists want to get

Fizycy chcą przyśpieszyć

those particles moving so fast

te cząstki do dużych prędkości,

is so that they can slam them into one another.

żeby móc je zderzać ze sobą.

These collisions can teach us

Te zderzenia mogą wyjawić

about the fundamental rules that govern matter,

podstawowe zasady rządzące materią.

but they'd be impossible without the feat of engineering

Byłoby to niemożliwe bez cudu inżynierii

that is the particle accelerator.

jakim jest akcelerator cząstek.