입자 충돌기의 소리는 어떤가요?

대형 Hadron Collider 쌍극자 자석.

과학자들은 전자와 양성자와 같은 원자의 구성 요소에 에너지를 펌핑하여 거의 빛의 속도로 가속하고 새로운 것을 발견하기 위해 입자 빔을 함께 부딪쳐 물리의 한계를 탐구합니다. 이 과정이 상당히 시끄럽다는 것을 상상할 수 있습니다.

그러나 입자가 충돌하는 소리는 들리지 않습니다. 사실 입자 가속기의 주요 소리는 부품을 극저온으로 유지하도록 설계된 엔진, 슈퍼 컴퓨팅 센서에서 윙윙 거리는 팬, 전자 장치를 냉각하기 위해 파이프를 통해 흐르는 물 등 모든 기계에서 발생합니다. 그러나 가장 눈에 띄는 소리 중 하나는 초전도 자석이 소멸하는 바람직하지 않은“쉿”입니다.

일리노이 주 Fermilab의 응용 물리학 및 초전도 기술 부서의 보조 책임자 인 David Harding은“가속기 작동 중에 소멸이 발생하면 거의 항상 원하지 않으며 예상치 못한 상황이 발생합니다. . "가장 극단적 인 사건 동안, 우리는 지상에서 퀜칭의 후유증을들을 수 있습니다.이 경우 당신이 듣는 것은 공기의 돌진입니다."

입자 가속기는 입자 빔을 생성, 가속 및 충돌하기 위해 다양한 구성 요소가 필요합니다. 강력한 초전도 자석은 빔을 제자리에 유지하고 정렬하고 초점을 맞 춥니 다. 이 자석은 저항없이 전기를 전달할 수있는 와이어를 의미하는 초전도 와이어로 만들어집니다. 이 와이어를 통한 훨씬 높은 전류는 더 강한 자기장을 생성합니다. 가속기 작업자는 이러한 초전도체를 매우 낮은 온도에 보관해야하므로 액체 헬륨에 담가야합니다.

그러나 때때로 이러한 자석이 소멸 될 수 있습니다. 즉, 자기장을 생성 한 와이어가 갑자기 초전도 특성을 잃게됩니다. 저항이 빠르게 증가하면 와이어의 해당 부분이 가열됩니다. Harding은 Fermilab에서 센서가 전류의 빠른 변화를 감지하고 시스템이 전체 와이어를 가열하도록 신호를 보냅니다. 균등하게 분산 된 에너지가 손상 위험을 줄이기 때문입니다. 헬륨이 끓기 시작하고 부피가 엄청나게 증가하여 압력이 증가합니다. 헬륨 가스는 파이프를 통해 저장 탱크를 향해 돌진하기 시작하거나 압력이 너무 높으면 밸브를 통해 방출되어 증기 기관차가 역을 떠나는 삐걱 거리는 소리를냅니다.

퀜 치가 발생합니다. 특히 스위스 제네바의 대형 강 입자 충돌기 는 2008 년 에 6 톤의 액체 헬륨이 LHC 터널로 배출되어 53 개의 자석이 손상되었을 때 널리 알려진 퀜칭 경험했습니다 . 또한 초전도 자석의 일상적인 사용에서도 발생합니다. MRI 기계의 자석 도 소멸 될 수 있습니다 .

급냉이 가장 주목할만한 소리 일 수 있지만 Harding은 입자 물리학자가 익숙해지는 다른 많은 소음이 있다고 설명했습니다. 일리노이에있는 Tevatron의 주된 배경 소음은 다른 전기 및 자기 구성 요소를 냉각시키기 위해 파이프 루프를 통해 흐르는 엄청난 양의 물이었습니다. "위층에있는 누군가가 샤워를 할 때 수도관 옆에 귀를 대는 것과 같습니다."라고 그는 말했습니다. 가속기 단지 주변의 일부 지역에서 기계의 모든 라켓은 과학자들이 서로를 듣기 위해 목소리를 높여야 함을 의미합니다. 움직이는 자석, 액체 헬륨을 이동하기위한 진동 압축기, 제어실의 컴퓨터에서 나오는 경고음의 기계적 땡땡이가 있습니다. 한 사운드 아티스트 인 Bill Fontana는 2013 년 CERN을 방문 하여 충돌기의 양성자 소스에서 만든 사운드를 기반으로 한 작품 을 구성 했습니다 .

그래서, 당신은 아 원자 입자가 실험 안에서 충돌하는 것을들을 수 없습니다. 그러나 세계에서 가장 큰 과학 실험은 확실히 많은 기계적 소동을 일으 킵니다.

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이 기사는 원래 eng.lyft에 2020 년 1 월 7 일에 게시되었습니다.

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