Коллайдер (англ. collider от англ. collide — сталкиваться) — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для изучения продуктов их соударений. Благодаря коллайдерам учёным удаётся придать элементарным частицам вещества высокую кинетическую энергию, а после их столкновений — наблюдать образование других частиц.
По виду коллайдеры подразделяются на кольцевые и линейные.
Ускоритель заряженных частиц — класс устройств для получения заряженных частиц (элементарных частиц, ионов) высоких энергий. Современные ускорители, подчас, являются огромными дорогостоящими комплексами, которые не может позволить себе даже крупное государство. Например, возводимый в настоящий момент Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе, представляет собой кольцо периметром 27 километров, потребляющее 120 МВт.
Элементарная частица — собирательный термин, относящийся к микрообъектам в субъядерном масштабе, которые невозможно расщепить (или пока это не доказано) на составные части. Их строение и поведение изучается физикой элементарных частиц. Понятие элементарных частиц основывается на факте дискретного строения вещества. Ряд элементарных частиц имеет сложную внутреннюю структуру, однако разделить их на части невозможно. Другие элементарные частицы являются бесструктурными и могут считаться первичными фундаментальными частицами.
Начиная с 1932 года было открыто более 400 элементарных частиц.
Кварки — фундаментальные частицы, из которых состоят адроны, в частности, протон и нейтрон. В настоящее время известно 6 разных сортов (чаще говорят — ароматов) кварков, свойства которых приведены в таблице. Кроме того, для калибровочного описания сильного взаимодействия постулируется, что кварки обладают и дополнительной внутренней характеристикой, называемой цвет.
Адроны — это «ненастоящие» элементарные частицы. Ненастоящие в том смысле, что склеены из кварков, которые еще меньше. Пример — протоны и нейтроны, из которых состоят атомные ядра. И, значит, почти все, что нас окружает. Сами кварки нельзя не только «разобрать на детали», но и оторвать друг от друга. Их удерживает сильное взаимодействие — одна из фундаментальных сил, которая не ослабевает с расстоянием.
Кварк-глюонная плазма — беспорядочный «суп» из протовещества, предшествовавшего и ядрам, и даже адронам. Таким «супом» была наполнена Вселенная в первые сто микросекунд после Большого взрыва. Согласно гипотезе, ее уже синтезировал RHIC — в виде «фаербола», мгновенно превратившегося в микроскопическую черную дыру.
Странная материя — «суп» из трех типов кварков в строгой пропорции. Интересен тем, что может оказаться устойчивее обычных ядер — и тогда, возможно, начнет превращать все вокруг в себя, как воннегутовский «лед-9». Один из апокалиптических сценариев предполагает, что «странные капли» случайно появятся внутри LHC.
Бозон Хиггса — последняя неоткрытая частица из тех, которые предсказывает Стандартная модель. Считается, что именно она «придает массу» всем частицам, не исключая саму себя.
1 TeV — энергия комара весом 3,2 мг, летящего со скоростью 1 см/с. В коллайдере она бывает сосредоточена в отдельной элементарной частице.
