Переводы и упражнения / 20A
.docThe next generation of particle accelerators
For some 60 years the effort to understand the ultimate structure of matter has proceeded almost entirely through a single experimental technique. A particle of matter is brought to high speed and made to strike another particle. From an examination of the debris released in the aftermath of the collision, information is gained about the nature of the particles and about the forces that act between them. To carry out a program of such experiments it is necessary to have a source of energetic particles. Cosmic rays provide a natural source, but the flux of particles is diffuse and is beyond the control of the experimenter. A more practical source is a particle accelerator, the device for increasing the speed of a particle and hence also its energy.
One of the first particle accelerators, built by Ernest O. Lawrence in 1928, was made of laboratory glassware a few inches in diameter. Most of the accelerators in service today are linear descendants of Lawrence's device, but they have grown enormously in size and complexity, the largest extending over many square kilometers. The particle accelerator is no longer an instrument installed in a laboratory; instead the laboratory is assembled around the accelerator. Building such a machine costs hundreds of millions of dollars; operating it requires a staff of about 1,000 people and dozens of digital computers.
A new generation of particle accelerators is now in prospect. The first few are just coming into operation; several more are under construction; others are still being planned, and their characteristics are not yet fixed. For both, the physicist and the layman, the principal interest inspired by these new machines is in the results of the experiments they will make possible, but the accelerators themselves also merit notice. In the physics of elementary particles the highest available energy represents a frontier marking one of the boundaries of experimentally verifiable knowledge. Several of the new accelerators will be capable of attaining higher energies than any existing machine, and so they will push the frontier into unexplored territory. In order to reach those energies the accelerators will of necessity be larger, more complicated and more expensive than their predecessors.
Largely because of the cost, the construction of an accelerator today requires the resolution not only of technical problems but also of political, economic and managerial ones. Money for scientific research is a scarce resource, and it is imperative that it be used as efficiently as possible. Technical innovations have brought a substantial reduction in the cost per unit energy of accelerating a particle. It is encouraging to note that another means for minimizing the total world expenditure is now emerging: through international cooperation the unnecessary duplication of facilities can be avoided, and projects too large for any one nation can be undertaken by regional groups of nations and perhaps eventually through a worldwide collaboration such as CERN, the European Organization for Nuclear Research, which has its headquarters in Geneva. At present, its Member States are Austria, Belgium, Bulgaria, the Czech Republic, Denmark, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Italy, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Slovakia, Spain, Sweden, Switzerland, the United Kingdom, Israel, Japan, the Russian Federation, the United States of America and Turkey.
Следующее поколение ускорителей частиц
В течение приблизительно 60 лет усилие понять окончательную структуру вопроса продолжилось почти полностью через единственную экспериментальную технику. Частица вопроса принесена к высокой скорости и сделана ударить другую частицу. От экспертизы развалин, выпущенных после столкновения, информация получена о природе частиц и о силах, которые действуют между ними. Чтобы выполнить программу таких экспериментов, необходимо иметь источник энергичных частиц. Космические лучи обеспечивают естественный источник, но поток частиц разбросан и находится вне контроля экспериментатора. Более практический источник – ускоритель частиц, устройство для того, чтобы увеличить скорость частицы и следовательно также ее энергии.
Один из первых ускорителей частиц, построенных Эрнестом О. Лоуренсом в 1928, был сделан из лабораторной стеклянной посуды несколькими дюймами в диаметре. Большинство акселераторов в обслуживании сегодня – линейные потомки устройства Лоуренса, но они выросли чрезвычайно в размере и сложности, самом большом распространении свыше многих квадратных километров. Ускоритель частиц больше не инструмент, установленный в лаборатории; вместо этого лаборатория собрана вокруг акселератора. Строительство такой машины стоит сотен миллионов долларов; действие этим требует штата приблизительно 1 000 человек и десятков компьютеров.
Новое поколение ускорителей частиц находится теперь в перспективе. Первое немногие только входят в операцию; еще несколько находятся в работе; другие все еще планируются, и их особенности еще не установлены. Для обоих, физика и непрофессионала, основной интерес, вдохновленный этими новыми машинами, находится в результатах экспериментов, которые они сделают возможным, но акселераторы непосредственно также заслуживают уведомление. В физике элементарных частиц самая высокая доступная энергия представляет границу, отмечающую одну из границ экспериментально знания поддающегося проверке. Несколько из новых акселераторов будут способны к достижению более высоких энергий чем любая существующая машина, и таким образом, они выдвинут границу в неизведанную территорию. Чтобы достигнуть тех энергий, акселераторы по необходимости будут более крупными, более сложными и более дорогими чем их предшественники.
В значительной степени из-за стоимости, строительство акселератора сегодня требует резолюции не только технических проблем, но также и политических, экономических и организаторских. Деньги для научного исследования - недостаточный ресурс, и обязательно, чтобы это использовалось настолько эффективно насколько возможно. Технические новшества принесли существенное сокращение стоимости за энергию единицы ускорения частицы. Ободрительно отметить, что другое средство для того, чтобы минимизировать полные мировые расходы теперь появляется: через международное сотрудничество можно избежать ненужного дублирования средств, и проекты, слишком большие для любой страны, могут быть предприняты региональными группами стран и возможно в конечном счете через международное сотрудничество, такими как CERN, европейская Организация для Ядерного Исследования, у которого есть его штаб в Женеве. В настоящее время её государства-члены: Австрия, Бельгия, Болгария, Чешская Республика, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Греция, Венгрия, Италия, Нидерланды, Норвегия, Польша, Португалия, Словакия, Испания, Швеция, Швейцария, Соединённое Королевство, Израиль, Япония, Российская Федерация, Соединённые Штаты Америки и Турция.
HomeWork
№1
1. Should there be enough matter inside the Universe, it would close on itself and be finite.
2. Should there be any invisible matter in the Universe, the latter would make up the difference needed for the Universe to close.
3. Should neutrinos have a small mass, they could provide energy density to close the Universe.
4. Should there be any other presently unknown subatomic particles, the same might be true.
5. Should the Universe be finite, its expansion would eventually stop and be replaced by a contraction.
№2
1. Если бы эта проблема обсуждалась на конференции, я выступил бы с докладом.
2. Если бы вы поверили нашему опыту, вы избежали бы многих затруднений.
3. Если бы вы провели наблюдения за температурами, результаты были бы совсем иными.
4. Если бы появились расхождения между нашими данными, мы могли бы обсудить их.
5. Если бы была разработана новая методика, вы могли бы воспользоваться её преимуществами.
6. Если бы вы потерпели неудачу в испытаниях, мы могли бы помочь вам.
7. Если бы было достигнуто соглашение о совместной работе, мы могли бы гарантировать успех.
8. Если бы появились какие-то разногласия, мы могли бы их обсудить.