Инфоурок Другое ПрезентацииПрезентация проекта по физике на тему "БАК - Большой Адронный Коллайдер" (9 класс)

Презентация проекта по физике на тему "БАК - Большой Адронный Коллайдер" (9 класс)

Скачать материал
Скачать тест к материалу
Скачать материал
Скачать тест к материалу

Описание презентации по отдельным слайдам:

  • Проект по физике на тему: БАК – Большой Адронный КоллайдерРаботу выполнил:...

    1 слайд

    Проект по физике на тему:

    БАК – Большой Адронный Коллайдер
    Работу выполнил:
    Ученик 9 “г” класса
    Кузьмичёв д.а.
    Руководитель:
    волкова в.а.
    МБОУ СОШ №4
    г. Урай

  • ВведениеРаньше я часто слышал, что построили Большой Адронный Коллайдер, но и...

    2 слайд

    Введение
    Раньше я часто слышал, что построили Большой Адронный Коллайдер, но информации было недостаточно – я не знал, для чего такое сооружение. Теперь я решил основательно проработать литературу по данной теме и больше узнать о том, что такое Большой Адронный Коллайдер, для чего он предназначен, понять принцип его работы.
    Эта тема меня заинтересовала тем, что БАК - это очень большое сооружение и работает с тем, что не видно даже через микроскоп.
    Сейчас у меня есть такая возможность и я представляю вам свою проектную работу по данной теме.

  • Цель Проекта: ЗАДАЧИ ПРОЕКТА:
Выяснить, что из себя представляет Большой Адр...

    3 слайд

    Цель Проекта:

    ЗАДАЧИ ПРОЕКТА:
    Выяснить, что из себя представляет Большой Адронный Коллайдер.
    Разобраться в принципе его работы.
    Дать технические характеристики БАКа.
    Сформулировать главные цели использования БАКа.
    Выяснить, в чём его польза.
    Выяснить, безопасен ли БАК в использовании
    Изучить литературу по теме «Большой Адронный Коллайдер» и сформировать чёткое представление о БАКе.

  • БОЛЬШОЙ АДРОННЫЙ КОЛЛАЙДЕР, сокращённо БАК — ускоритель заряженных частиц, пр...

    4 слайд

    БОЛЬШОЙ АДРОННЫЙ КОЛЛАЙДЕР, сокращённо БАК — ускоритель заряженных частиц, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений.

  • В строительстве БАК и исследованиях участвовали и участвуют более 10 тысяч уч...

    5 слайд

    В строительстве БАК и исследованиях участвовали и участвуют более 10 тысяч учёных и инженеров более чем из 100 стран, в том числе из России — 12 институтов и 2 федеральных ядерных центра.

    БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире.

  • «Большим» БАК назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя...

    6 слайд

    «Большим» БАК назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м; «адронным» — из-за того, что ускоряет адроны: протоны и тяжелые ядра атомов; «коллайдером» (англ. collider — сталкиватель) —
    из-за того, что два пучка ускоренных частиц сталкиваются во встречных направлениях в специальных местах столкновения — внутри детекторов элементарных частиц.

  • Коллайдер построен в ЦЕРНе (Европейской организации ядерных исследований), на...

    7 слайд

    Коллайдер построен в ЦЕРНе (Европейской организации ядерных исследований), находящемся около Женевы, на границе Швейцарии  и Франции. Это гигантский замкнутый туннель, построенный под землей. Он имеет длину 27 километров и уходит на глубину от 50 до 175 метров.

  • Логотип CERNДанная организация выступает в роли крупнейшей мировой лаборатор...

    8 слайд

    Логотип CERN

    Данная организация выступает в роли крупнейшей мировой лаборатории в области физики высоких энергий. Включает три тысячи постоянных сотрудников, и еще несколько тысяч исследователей и ученых из 80 стран принимают участие в проектах ЦЕРНа.
    На данный момент участниками проекта является 22 страны. Однако, еще несколько десятков стран так или иначе принимают участие в работе организации, и в частности – на Большом адронном коллайдере.

  • 9 слайд

  • 10 слайд

  • 11 слайд

  • Работа над 27-микилометровым тоннелем началась в 1983-м году, где в дальнейш...

    12 слайд


    Работа над 27-микилометровым тоннелем началась в 1983-м году, где в дальнейшем планировалось расположить ускоритель, который будет осуществлять столкновение электронов и позитронов. В 1988-м году кольцевой тоннель сомкнулся, при этом рабочие подошли к проведению тоннеля столь тщательно, что расхождение между двумя концами тоннеля составило всего 1 сантиметр.
    Строительство БАК началось в 2001 году на месте Большого электрон-позитронного коллайдера, после окончания его работы, а закончилось в 2007 году.

  • Главная задача БаК — В конце 70-х годов прошлого столетия физикам удалось раз...

    13 слайд

    Главная задача БаК —
    В конце 70-х годов прошлого столетия физикам удалось разработать Стандартную модель (СМ), которая объединяет три из четырёх фундаментальных взаимодействий — сильное, слабое и электромагнитное. Гравитационное взаимодействие по-прежнему описывают в терминах общей теории относительности (ОТО).
    Объединения ОТО и СМ пока достичь не удалось из-за трудностей создания теории квантовой гравитации.
    достоверно обнаружить хоть какие-нибудь отклонения от Стандартной модели фундаментальных взаимодействий

  • Вся обычная материя в сегодняшней вселенной состоит из атомов. Каждый атом со...

    14 слайд

    Вся обычная материя в сегодняшней вселенной состоит из атомов. Каждый атом содержит ядро, состоящее из протонов и нейтронов (кроме водорода, не имеющего нейтронов), окруженного облаком электронов. Протоны и нейтроны, в свою очередь, состоят из кварков, связанных вместе с другими частицами, называемыми глюонами. Никакой кварк никогда не наблюдался изолированно: кварки, а также глюоны, по-видимому, постоянно связаны вместе и ограничены внутри составных частиц, таких как протоны и нейтроны.

  • Главные цели большого адронного коллайдераИзучение топ-кварков 
Топ-кварк - с...

    15 слайд

    Главные цели большого адронного коллайдера
    Изучение топ-кварков
    Топ-кварк - самый тяжёлый кварк и, более того, это самая тяжёлая из открытых пока элементарных частиц. Согласно последним результатам, его масса составляет примерно 3⋅10−25  кг. Из-за своей большой массы топ-кварк до сих пор наблюдался пока лишь на одном ускорителе, на других ускорителях просто не хватало энергии для его рождения. Топ-кварки интересуют физиков не только сами по себе, но и как «рабочий инструмент» для изучения бозона Хиггса.

  • Изучение кварк-глюонной плазмы 
Примерно в течение одного месяца в году ускор...

    16 слайд

    Изучение кварк-глюонной плазмы
    Примерно в течение одного месяца в году ускоритель используется для ускорения тяжёлых ионов. В течение этого времени коллайдер разгоняет и сталкивает в детекторах ионы свинца. При неупругом столкновении двух ядер на ультрарелятивистских скоростях образуется и затем распадается плотный и очень горячий комок ядерного вещества. Понимание происходящих при этом явлений (переход вещества в состояние кварк-глюонной плазмы и её остывание) нужно для построения более совершенной теории сильных взаимодействий, которая окажется полезной как для ядерной физики, так и для астрофизики.

  • Поиск суперсимметрии ( теории, гласящей, что любая элементарная частица имеет...

    17 слайд

    Поиск суперсимметрии ( теории, гласящей, что любая элементарная частица имеет гораздо более тяжёлого партнера, или «суперчастицу», теории, связывающей бозоны и фермионы в природе).
    Проверка экзотических теорий. Эти теории могут включать новые частицы, новые взаимодействия или новые динамические явления с уже известными частицами.


  • Принцип работы баКДолгий путь протонов берет свое начало в первой ступени уск...

    18 слайд

    Принцип работы баК
    Долгий путь протонов берет свое начало в первой ступени ускорителя, куда поступает водород в виде газа, через газ проводится электрический разряд. Так водород, состоящий всего из одного электрона и одного протона, теряет свой электрон. Таким образом образуется плазма – вещество, состоящее из заряженных частиц – протонов. Далее образованная плазма, включающая также облако молекулярных ионов и электронов, проходит фильтрацию для выделения облака протонов. Под действием магнитов протонная плазма сбивается в пучок.

  • Новообразованный пучок протонов начинает свой путь в линейном ускорителе LINA...

    19 слайд

    Новообразованный пучок протонов начинает свой путь в линейном ускорителе LINAC 2, который представляет собой 30-тиметровое кольцо, последовательно увешенное несколькими полыми цилиндрическими электродами (проводниками). Частицы между полыми цилиндрами всегда испытывают ускоряющую силу в направлении следующего электрода. На выходе с LINAC 2 физики получают пучок протонов с энергией 50 МэВ, которые уже достигают 31% скорости света, при этом масса частиц возрастает на 5%.

  • Далее пакеты протонов поступают в протон-синхронный бустер (PSB). Он состоит...

    20 слайд

    Далее пакеты протонов поступают в протон-синхронный бустер (PSB). Он состоит из четырех наложенных колец диаметром 50 метров, в которых располагаются электромагнитные резонаторы. Создаваемое ими электромагнитное поле имеет высокую напряженность, и проходящая через него частица получает ускорение в результате разности потенциалов поля.

  • Так, спустя всего 1,2 секунды, частицы разгоняются в PSB до 91% скорости свет...

    21 слайд

    Так, спустя всего 1,2 секунды, частицы разгоняются в PSB до 91% скорости света и достигают энергии в 1,4 ГэВ, после чего поступают в протонный-синхротрон (PS). Диаметр PS составляет 628 метров и оснащен 27 магнитами, направляющими пучок частиц по круговой орбите. Здесь протоны достигают 26 ГэВ.

  • Предпоследним кольцом для разгона протонов служит Суперпротонный-синхротрон (...

    22 слайд

    Предпоследним кольцом для разгона протонов служит Суперпротонный-синхротрон (SPS), длина окружности которого достигает 7 километров. Будучи оснащенным 1317-ю магнитами SPS разгоняет частицы до энергии в 450 ГэВ. Спустя примерно 20 минут пучок протонов попадает в основное кольцо – Большой адронный коллайдер (LHC).

  • Переходы между кольцами ускорителей происходят посредством электромагнитных п...

    23 слайд

    Переходы между кольцами ускорителей происходят посредством электромагнитных полей, создаваемых мощными магнитами. Разгон частиц до скорости, близкой к световой (99,9 процентов от скорости света) достигается с помощью 120 мощных электромагнитов, масса некоторых из них достигает 27 тонн. Во избежание перегрева магнитов используется контур гелия, по которому протекает примерно 96 тонн вещества при температуре, близкой к абсолютному нулю - минус 271,3 градуса по Цельсию.

  • Основное кольцо коллайдера состоит из двух параллельных линий, в которых част...

    24 слайд

    Основное кольцо коллайдера состоит из двух параллельных линий, в которых частицы движутся по кольцевой орбите в противоположном направлении. Протоны достигают энергии в 6,5 ТэВ (то есть энергия столкновения – 13 ТэВ), при этом их скорость на 11 км/ч меньше скорости света. Таким образом за секунду пучок протонов проходит большое кольцо коллайдера 11 000 раз. Прежде, чем произойдет столкновение частиц, они будут циркулировать по кольцу от 5 до 24 часов.

  • Столкновение частиц происходит в четырех точках основного кольца LHC, в котор...

    25 слайд

    Столкновение частиц происходит в четырех точках основного кольца LHC, в которых располагаются четыре детектора: ATLAS, CMS, ALICE и LHCb.

  • ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS)
— является одним из двух детекторов общего н...

    26 слайд

    ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS)
    — является одним из двух детекторов общего назначения на Большом адронном коллайдере (LHC). Он исследует широкий спектр физики: от поиска бозона Хиггса до частиц, которые могут составлять темную материю.
    Детектор имеет высоту 46 метров и ширину – 25 метров, при этом его масса составляет 7 000 тонн. Эти параметры делает ATLAS самым большим детектором частиц, когда-либо созданным. Он находится в тоннеле на глубине в 100 м вблизи главного объекта ЦЕРН, недалеко от деревни Мейрин в Швейцарии. 
    В эксперименте ATLAS работают более
    3 000 ученых из 174 институтов из 38 стран.

  • Пучки частиц из LHC сталкиваются в центре детектора ATLAS, образуя встречные...

    27 слайд

    Пучки частиц из LHC сталкиваются в центре детектора ATLAS, образуя встречные обломки в виде новых частиц, которые вылетают из точки столкновения во всех направлениях. Шесть различных детектирующих подсистем, расположенных в слоях вокруг точки столкновения, записывают пути, импульс и энергию частиц, позволяя их индивидуально идентифицировать. Огромная система магнитов искривляет пути заряженных частиц, так что их импульсы можно измерить.
    Взаимодействия в детекторе ATLAS создают огромный поток данных. Чтобы обработать эти данные, ATLAS использует расширенную «триггерную» систему. Затем для анализа зарегистрированных событий столкновения используются сложные системы сбора данных и вычисления.

  • Внутренний детектор имеет цилиндрическую форму, внутреннее кольцо находится в...

    28 слайд

    Внутренний детектор имеет цилиндрическую форму, внутреннее кольцо находится всего в нескольких сантиметрах от оси проходящего пучка частиц, а внешнее кольцо имеет диаметр в 2,1 метра и длину 6,2 метра. Он состоит из трех различных систем датчиков, погруженных в магнитное поле. Внутренний детектор измеряет направление, импульс и заряд электрически заряженных частиц, образующихся при каждом протон-протонном столкновении. 

  • Калориметры измеряют энергию, которую частица теряет, когда проходит через де...

    29 слайд

    Калориметры измеряют энергию, которую частица теряет, когда проходит через детектор. Он поглощает частицы, возникающие при столкновении, тем самым фиксируя их энергию. Электромагнитные калориметры измеряют энергию электронов и фотонов при взаимодействии с веществом. Адронные калориметры измеряют энергию адронов при взаимодействии с атомными ядрами. Калориметры могут останавливать большинство известных частиц, кроме мюонов и нейтрино.

  • CMS— является детектором общего назначения на Большом адронном коллайдере (L...

    30 слайд


    CMS— является детектором общего назначения на Большом адронном коллайдере (LHC). Как и ATLAS, имеет широкую физическую программу, начиная от изучения стандартной модели (включая бозон Хиггса) до поиска частиц, которые могут составлять темную материю.
    Детектор CMS построен вокруг огромного магнита соленоида. Представляет собой цилиндрическую катушку сверхпроводящего кабеля, которая генерирует поле в 4 Тл, примерно в 100 000 раз превышающее магнитное поле Земли. Поле ограничено стальным «хамутом», который является массивнейшим компонентом детектора, масса которого — 14 000 тонн. Полный детектор имеет длину — 21 м, ширину — 15 м и высоту — 15 м. 

  • Магнит соленоида – крупнейший магнит в мире, который служит для изгиба траект...

    31 слайд

    Магнит соленоида – крупнейший магнит в мире, который служит для изгиба траектории заряженных частиц, вылетающих из точки столкновения. Искажение траектории позволяет различить положительно и отрицательно заряженные частицы, а также измерить импульс, величина которого зависит от кривизны траектории.
    Кремниевый трекер — состоит из 75 миллионов отдельных электронных датчиков, расположенных в концентрических слоях. Когда заряженная частица пролетает через слои трекера, она передает часть энергии каждому слою, объединение этих точек столкновения частицы с различными слоями позволяет в дальнейшем определить ее траекторию.

  • Эксперимент CMS является одним из крупнейших международных научных исследован...

    32 слайд

    Эксперимент CMS является одним из крупнейших международных научных исследований в истории, в котором принимают участие 4300 человек: физики в области элементарных частиц, инженеры и техники, студенты и вспомогательный персонал из 182 институтов, 42 стран.

  • Детектор ALICE и его компонентыСтолкновения в LHC создают температуры...

    33 слайд

    Детектор ALICE и его компоненты

    Столкновения в LHC создают температуры более чем в 100 000 раз более горячее, чем в центре Солнца. Колллайдер обеспечивает столкновения между свинцовыми ионами, воссоздавая условия, аналогичные тем, которые имели место сразу после Большого Взрыва. В этих экстремальных условиях протоны и нейтроны «расплавляются», освобождая кварки от их связей с глюонами. Это и есть кварк-глюонная плазма.
    В эксперименте ALICE используется детектор ALICE массой 10 000 тонн, 26 м в длину, 16 м в высоту и 16 м в ширину. Детектор находится в тоннеле на глубине 56 м под землёй, во Франции.

  • Другие эксперименты на коллайдереLHCf — изучает частицы, выброшенные вперед...

    34 слайд

    Другие эксперименты на коллайдере

    LHCf — изучает частицы, выброшенные вперед после столкновения пучков частиц. Они имитируют космические лучи, исследованием которых и занимаются ученые в рамках эксперимента. Космические лучи — это естественные заряженные частицы из космического пространства, которые постоянно бомбардируют земную атмосферу. Они сталкиваются с ядрами в верхней атмосфере, вызывая каскад частиц, которые достигают уровня земли. Изучение того, как столкновения внутри LHC вызывают подобные каскады частиц, поможет физикам интерпретировать и откалибровать крупномасштабные эксперименты с космическими лучами, которые могут охватывать тысячи километров.

  • Что подарил миру адронный коллайдер или в чем его польза?1. В 2012 году откры...

    35 слайд

    Что подарил миру адронный коллайдер или в чем его польза?
    1. В 2012 году открыт Бозон Хиггса (частица Бога) - элементарная частица (бозон), квант поля Хиггса. Его масса составляет ~125—126 ГэВ/c².
    2. Показано отсутствие асимметрии протонов и антипротонов.
    3. Подтверждено существование топ-кварка (кварк, принадлежащий к третьему поколению).
    4. Исследованы события рождения адронных струй (образуется несколькими элементарными частицами, летящими в одном направлении в узком конусе).

  • Безопасность большого адронного коллайдера.Существует предположение, что при...

    36 слайд

    Безопасность большого адронного коллайдера.
    Существует предположение, что при столкновении частиц на скоростях, близких к скорости света возможно образование черной дыры, которая поглотит наш мир. Это неверно! Поясню: даже при образовании микроскопической черной дыры, сила её гравитации ничтожно мала и неспособна разрушить нашу планету и Солнечную Систему.

  • Во Вселенной есть свои, более опасные сюрпризы. И никакой БАК с ними не сравн...

    37 слайд

    Во Вселенной есть свои, более опасные сюрпризы. И никакой БАК с ними не сравнится.

    Взять во внимание солнечный ветер и солнечную радиацию, которые более опасны. Защищают нас от них магнитное поле и атмосфера Земли.

  • Выводы:При выполнении проектной работы я выяснил, что БАК – это ускоритель за...

    38 слайд

    Выводы:
    При выполнении проектной работы я выяснил, что БАК – это ускоритель заряженных частиц, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений.
    Разобрался в принципе его работы.
    Понял, что главными целями строительства БАКа является получение элементарных частиц, изучение фотографий треков частиц, их характеристик, учёные определяют их массы, скорости, энергию, импульс.
    Знания о природе, накопленные в процессе исследования на БАК, определенно найдут свое применение, рано или поздно. 

  • Заключение:Большой Адронный Коллайдер – абсолютно безопасен для человечества....

    39 слайд

    Заключение:
    Большой Адронный Коллайдер – абсолютно безопасен для человечества. Эта уверенность основана на надежно проверенных законах физики, на экспериментальных данных с предыдущих ускорителей, а также на астрофизических данных.

  • Интернет-ресурсы:https://ru.wikipedia.org/
https://elementy.ru/
https://nauka...

    40 слайд

    Интернет-ресурсы:
    https://ru.wikipedia.org/
    https://elementy.ru/
    https://naukatv.ru/
    https://www.youtube.com/
    https://infourok.ru/
    https://topor.info/hi-tech/bolshoj-adronnyj-kollajder
     Загадки Большого адронного коллайдера: январь 2016.Элементы.ру.
    https://zen.yandex.ru/media/spacegid/bolshoi-adronnyi-kollaider-bak-ili-lhc-5aa62193a867315376f7e85e

  • Благодарю за внимание!

    41 слайд

    Благодарю
    за внимание!

Скачать материал
Скачать тест к материалу

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 938 452 материала в базе

Скачать материал
Скачать тест к материалу

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    Скачать тест к материалу
    • 23.09.2022 83
    • PPTX 6.3 мбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Волкова Валентина Алексеевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Волкова Валентина Алексеевна
    Волкова Валентина Алексеевна
    • На сайте: 5 лет и 10 месяцев
    • Подписчики: 4
    • Всего просмотров: 37825
    • Всего материалов: 27

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой