Крупнейший в мире коллайдер частиц возвращается к работе

Пройдет еще несколько месяцев, прежде чем Большой адронный коллайдер заработает на полную мощность. Но как только он заработает, он должен стать мощнее, чем когда-либо.

Отредактировано 2023-25-06
Работник ЦЕРН осматривает полупроводниковые магниты ускорителя Большого Хардонного КоллайдераКоманда ЦЕРН снова проводит круглосуточные эксперименты на недавно модернизированном Большом адронном коллайдере в Швейцарии.

Большой адронный коллайдер (БАК), самый мощный в мире ускоритель частиц и важнейший инструмент для открытий в области физики высоких энергий, вновь заработал 22 апреля после перерыва в работе в декабре 2018 года.

В заявлении ЦЕРН, организации, которая управляет и содержит 16-мильный сверхпроводник в Швейцарии, говорится, что ее команда успешно завершила взлом ускорителя в пятницу днем. БАКу предстоит пройти еще несколько месяцев испытаний и подготовки, прежде чем он снова сможет собирать необходимые данные об ионах, кварках, бозонах и других странных и диких разновидностях частиц. Последний эксперимент состоял из "двух пучков протонов, циркулирующих в противоположных направлениях... при их энергии в 450 миллиардов электронвольт", согласно сообщению ЦЕРН.

"Эти пучки циркулировали при энергии инжекции и содержали относительно небольшое количество протонов. До высокоинтенсивных, высокоэнергетических столкновений еще несколько месяцев", - пояснил в заявлении Родри Джонс, руководитель отдела пучков ЦЕРН. "Но первые пучки представляют собой успешный перезапуск ускорителя после всей тяжелой работы, связанной с длительным отключением".

Впервые запущенный в сентябре 2008 года, БАК был временно выведен из эксплуатации в декабре 2018 года для проведения крайне необходимого ремонта и модернизации. Это была вторая длительная остановка в истории ускорителя. В 2013 году БАК был отключен на два года для обслуживания криогенной и вакуумной систем и замены ряда магнитов. Система также получила более чем 60-процентный прирост энергии, в результате чего показания тераэлектронвольт (ТэВ) на каждом пучке протонов увеличились с 8 до 13. Недавний перерыв в работе привел к аналогичным корректировкам.

Голубые магниты, похожие на трубы, поднимаются краном с Большого адронного коллайдера во время технического обслуживания в 2013 годуБАК получил прирост мощности в 2013 году после замены нескольких дипольных полупроводниковых магнитов. Анна Пантелия/ЦЕРН

"Сам БАК прошел обширную программу укрепления и теперь будет работать на еще более высокой энергии, а благодаря значительным усовершенствованиям в инжекторном комплексе он будет предоставлять значительно больше данных для модернизированных экспериментов БАК", - сказал Майк Ламонт, директор ЦЕРН по ускорителям и технологиям, в заявлении от пятницы. Хотя полный потенциал обновленного БАК еще предстоит выяснить, физики, стоящие за ним, нацелены на достижение энергии 13,6 ТэВ. Это почти треть энергии, передаваемой одними из самых сильных гамма-лучей, зарегистрированных в Млечном Пути.

После перезарядки ускорителя ЦЕРН приступит к "третьему запуску" своих экспериментов по физике частиц, чтобы наблюдать новые состояния материи, такие как кварк-глюонная плазма, и продолжить старые проекты, воссоздающие условия после Большого взрыва. Когда БАК остановился в последний раз, он дал больше данных, чем когда-либо прежде, в том числе о знаменитом бозоне Хиггса, наличии антиматерии (или ее отсутствии) и тяжести частиц W и Z. В промежутке с 2018 года сотрудники копались в петабайтах вычислений, чтобы пролить свет на давние загадки физики высоких энергий. Например, в январе этого года исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили эфемерную частицу, которую они обозначили как X(3872).

На следующем этапе БАК может также использовать результаты, полученные на других кольцевых коллайдерах частиц. В начале апреля группа коллаборационистов из США использовала результаты, полученные на ныне не существующем ускорителе Теватрон в Иллинойсе, чтобы определить самый точный на сегодняшний день вес W-бозона. Теперь ЦЕРН может подтвердить или опровергнуть это измерение, которое может внести изменения в основную Стандартную модель физики частиц.

Все это говорит о том, что с возобновлением работы БАК мир станет более любопытным и, возможно, менее загадочным.