מה הגודל של מאיץ LHC?

מאיץ ההדרונים הגדול, או LHC, הוא מאיץ חלקיקים: מכונה שמאיצה חלקיקים זעירים ומרסקת אותם זה בזה. היקפה של הטבעת הראשית שלו 26.7 קילומטרים, ורוחבה כ-8.5 קילומטרים. המאיץ נמצא במנהרה תת-קרקעית ליד ז'נבה וחוצה את הגבול בין צרפת לשווייץ.

גודל

צר"ן, הארגון האירופי למחקר גרעיני, מפעיל את ה-LHC ומציין שהיקף הטבעת, המרחק סביבה, הוא 26,659 מטרים. הטבעת אינה מעגל מושלם. היא מורכבת משמונה קשתות מעוקלות המחוברות בשמונה קטעים ישרים. רוחבה, כ-8.5 קילומטרים, מתקבל מחלוקת ההיקף בפאי (כ-3.14), ולכן זהו קירוב טוב.

המנהרה עצמה צרה בהרבה. בקטעים המעוקלים רוחבה הפנימי 3.7 מטרים. היא נמצאת בעומק של בין 45 ל-170 מטרים מתחת לפני השטח, במישור שמשתפל קלות לכיוון אגם ז'נבה.

רוב הטבעת מלא במגנטים. 1,232 מגנטי הכיפוף הראשיים שלה באורך 15 מטרים כל אחד, ולכן יחד הם תופסים כ-18.5 קילומטרים, כלומר 69% מהטבעת.

השוואות גודל

• הטבעת רחבה כמעט כמו גובהו של הר אוורסט: כ-8.5 קילומטרים לרוחבה, לעומת 8,849 מטרים של אוורסט מעל פני הים.
• רץ שמשלים מרתון, 42.195 קילומטרים, היה מקיף את הטבעת כ-1.6 פעמים.
• כ-240 מגרשי פוטבול אמריקאי, שאורכו של כל אחד מהם 110 מטרים כולל אזורי הקצה, מונחים זה אחר זה, היו משתרעים על פני היקפה של הטבעת.
• רוחבה של המנהרה גדול במעט מפי שניים מגובהו של אדם שקומתו 1.7 מטרים, אך הטבעת שהיא יוצרת רחבה בערך פי 2,300 מרוחב המנהרה.

מה מתרחש בפנים

שתי קרניים של חלקיקים, בדרך כלל פרוטונים, נעות סביב הטבעת בכיוונים מנוגדים בתוך צינורות נפרדים. כל קרן משלימה 11,245 הקפות של הטבעת בכל שנייה. זה כ-300,000 קילומטרים בכל שנייה לכל קרן, קרוב מאוד למהירות האור.

מגנטים מוליכי-על, שמעבירים חשמל בלי לאבד אנרגיה, מכוונים את הקרניים סביב הקשתות. כדי שיפעלו, הם מקוררים למינוס 271.3 מעלות צלזיוס, קר יותר מהחלל החיצון. גורמים לקרניים להתנגש בארבע נקודות סביב הטבעת, ושם גלאים גדולים מתעדים את החלקיקים הנפלטים.

נכון ל-2026, לפי צר"ן, ה-LHC הוא מאיץ החלקיקים הגדול והחזק ביותר בעולם. ביולי 2012 הודיעו מדענים בארגון על גילוי בוזון היגס. הגילוי אישש רעיון שהוצע לראשונה ב-1964 כדי להסביר כיצד חלקיקים יסודיים מקבלים מסה.

מנהרה שנבנתה למכונה קודמת

המנהרה נחפרה בין 1984 ל-1989 עבור מאיץ קודם, מאיץ האלקטרונים-פוזיטרונים הגדול (Large Electron-Positron Collider), הידוע בשם LEP. LEP נסגר בשנת 2000 כדי לפנות את המנהרה ל-LHC. השימוש החוזר במנהרה חסך את עלות החפירה של מנהרה חדשה.

מועצת צר"ן אישרה את ה-LHC בדצמבר 1994. הוא נבנה בין 1996 ל-2008 והופעל לראשונה ב-10 בספטמבר 2008.

מקורות

• The Large Hadron Collider. CERN.
• LHC Machine. Evans and Bryant, Journal of Instrumentation, 2008.
• President Xi Jinping and Nepalese President Bidya Devi Bhandari Exchange Letters to Jointly Announce New Height of Mount Qomolangma. Ministry of Foreign Affairs of the People's Republic of China, 2020.
• Marathon. World Athletics.
• 2026 Official Playing Rules of the National Football League. NFL, 2026.