Gwrthdrawydd Hadronnau Mawr

Oddi ar Wicipedia
(Ailgyfeiriad oddi wrth Gwrthdrawydd hadronnau mawr)
Neidio i: llywio, chwilio


Gwrthdrawydd Hadronnau Mawr
Cyfundrefn Ewropeaidd dros Ymchwil Niwclear
CMS Higgs-event.jpg
Boson Higgs
Lleoliad Genefa
Lansiad 10 Medi 2008
Gwefan http://www.cern.ch/

Lleolir y Gwrthdrawydd Hadronnau Mawr (Saesneg: Large Hadron Collider) rhwng Mynyddoedd Jura a'r Alpau yn y Swistir. Dyma'r cyflymydd gronynnau mwyaf o ran maint a phŵer yn y byd. Lleolir y twnnel tua 175m dan ddaear ac mae ganddo gylchedd o 27km. Mae'n rhan o safle CERN.

Cychwynnwyd arbrawf i geisio atgynhyrchu'r sefyllfa ffisegol yn dilyn yn union ar ôl "y Glec Fawr", sef eiliadau cyntaf y Bydysawd yn ôl damcaniaeth y Glec Fawr, am 8.35 y bore (UTC) ar y 10fed o Fedi, 2008. Yn ystod yr arbrawf roedd gronynnau is-atomig yn cael eu hyrddio at ei gilydd o fewn y gwrthdrawydd ar gyflymder yn agos i gyflymder golau. Costiodd y peiriant cyflymu gronynnau £5 biliwn. Yn anffodus, ar 19 Medi, oherwydd magned diffygiol, roedd yn rhaid ailgynhesu, atgyweirio ac yna oeri'r system. Aildaniwyd y system ar 20 Tachwedd, 2009 a chylchwyd y cylch yn llwyddiannus. Cafwyd y gwrthdaro cyntaf ar 23 Tachwedd 2009.

Mae'r prif safle ym Meyrin yn cynnwys rhwydwaith pwerus o gyfrifiaduron i drin data i ddadansoddi'r arbrofion gwyddonol.

Roedd y prosiect dan arweiniad y Dr Lyn Evans (ganwyd 1945), gwyddonydd o Gymro sy'n dod o Aberdâr.

Sut mae’r gwrthdrawydd yn gweithio?[golygu]

Cam 1- Cyflymydd Llinol (Linac 2)[golygu]

Mae atomau hydrogen yn cael eu bwydo o silindr nwy ar gyfradd drachywir i mewn i siambr o fewn y cyflymydd llinol Linac 2. Mae electronau yn cael eu tynnu o’r atomau, sy’n eu gwneud yn brotonau â gwefr bositif. Mae’r maes trydanol eiledol yn gallu cyflymu’r gronynnau positif yma i draean cyflymder golau.

Cam 2- Cyfnerthydd Cylchol[golygu]

Mae’r gronynnau yn teithio i'r cyfnerthydd. Nid yw cyflymiad llinol yn ymarferol yma oherwydd y buaneddau uchel, felly defnyddir cyflymydd cylchol, sy'n debyg i gylchtron. Mae’r gan y cyflymydd hwn gylchedd o 157m. I gyflymu’r protonau hyn, mae’r maes trydanol yn cael ei bylsadu. Gwneir hyn drwy ddefnydd cerrynt eiledol. Mae’r protonau yn cael eu cyfeirio mewn cylch gan faes magnetig sydd 90° i’r cylch. Mae’r cyfnerthydd hwn yn codi buanedd y protonau i 91.6% cyflymder golau.

Canfodydd ALICE

Cam 3- Syncrotron protonnau[golygu]

O’r cyfnerthydd mae’r gronynnau yn parhau i’r syncrotron protonau. 620m yw cylchedd y syncrotron hwn, ac mae’r gronynnau yn cylchdroi yma am 1.2 eilliad ac yn cyrraedd dros 99.9% buanedd golau (sef 3X10⁸). Cyrhaeddir y pwynt trosiannol yma. Nid yw’r egni a roddir gan y maes trydanol yn gallu cael ei drosglwyddo i fuanedd ragor oherwydd bod y protonau bron â chyrraedd buanedd golau (sef y cyfyngiad) . Felly mae’r egni ychwanegol yn cael ei drawsnewid i fas. Mae egni pob proton nawr yn 25 GeV ac maent 25 gwaith yn drymach.

Cam 4- Syncrotron protonnau uwch (Super Proton Synchrotron)[golygu]

Mae’r protonau trwm iawn hyn yn cael eu bwydo nesaf i syncrotron arall, sef y “Super proton synchrotron.” Mae gan y syncrotron hwn gylchedd o 7km ac mae’r egni yn cael ei gynyddu i 450 GeV.

Cam 5- Gwrthdrawydd Hadronnau Mawr[golygu]

Erbyn hyn mae gan y protonau egni digonol i deithio i’r Gwrthdrawydd Hadronnau Mawr sy’n gorwedd rhwng Mynyddoedd Jura a’r Alpau. Mae gan y gwrthdrawydd hwn gylchedd o 27km ac mae'n cynnwys dau diwb gwactod.

Mae hanner y gronynnau egnïoledig yn cael eu hanfon o fewn un tiwb yn glocwedd a'r hanner arall yn wrthglocwedd o fewn y tiwb arall. Mae’r protonau yn cylchdroi 11000 gwaith yr eilliad. Mae’r tiwbiau hyn yn croesi mewn pedwar man. Dyma lle mae’r canfodyddion a’r gwrthdrawiadau yn digwydd.

Diagram o'r safle[golygu]

GWRTHDRAWYDD HADRONNAU MAWR.png

Dyma ddiagram o’r cyflymyddion a’r arbrofion yn CERN. Mae taith y gronynnau'n dechrau yn y cyflymyddion llinol. Maent yn parhau i’r cyfnerthydd, i’r syncrotron protonau, i’r syncrotron protonau uwch ac yn olaf i’r Cyflymydd Hadronnau Mawr. Mae’r smotiau melyn yn dynodi’r arbrofion a’r canfodyddion. Nid yw TOTEM a LHCf ar y diagram uchod.

Canfodyddion[golygu]

Adeiladwyd chwe chanfodydd o gwmpas y Gwrthdrawydd Hadronnau Mawr o fewn ceudyllau enfawr a gloddiwyd ym mhwyntiau gwrthdaro’r twnnel. Mae TOTEM A LHCf yn llawer llai ac fe'i defnyddir ar gyfer ymchwil arbenigol.

Canfodydd Disgrifiad
ATLAS Dyma un o ddau ganfodydd holl-bwrpas. Defnyddir ATLAS i edrych am arwyddion o ffiseg newydd yn cynnwys tarddiad mass a dimensiynau ychwanegol.
CMS Dyma’r canfodydd holl-bwrpas arall sydd fel ATLAS, yn edrych am yr Higgs Boson a chliwiau am y natur o fater tywyll.
ALICE Bydd ALICE yn astudio’r ffurf hylifol a mater o’r enw quark-gluon plasma a bodolodd cyn y big bang.
LHCb Ffurfiwyd meintiau hafal o fater a gwrth mater yn ystod y glec fawr. Mae LHCb am ddarganfod beth ddigwyddodd i’r gwrth mater sydd ar goll.

Cyfeiriadau[golygu]


Dolenni allanol[golygu]

Beth sydd nesaf i’r LHC? (taflen PDF)