Начинается новый сезон в физике — Большой адронный коллайдер готов к работе на максимальной энергии
Спустя десять лет после открытия бозона Хиггса Большой адронный коллайдер готов начать сталкивать протоны на беспрецедентных уровнях энергии в своем стремлении раскрыть больше секретов о том, как устроена Вселенная.
Крупнейший и самый мощный в мире коллайдер частиц снова заработал в апреле после трехлетнего перерыва на модернизацию в рамках подготовки к третьему запуску.
Со вторника он будет работать круглосуточно в течение почти четырех лет с рекордной энергией в 13,6 трлн электронвольт, сообщила Европейская организация ядерных исследований (ЦЕРН).
Коллайдер направит два луча протонов — частиц в ядре атома — в противоположных направлениях почти со скоростью света по 27-километровому кольцу, расположенного на глубине 100 метров под швейцарско-французской границей.
Результирующие столкновения будут зарегистрированы и проанализированы тысячами ученых в рамках множества экспериментов, включая ATLAS, CMS, ALICE и LHCb, которые будут использовать повышенную мощность для исследования темной материи, темной энергии и других фундаментальных тайн вселенной.
«Мы стремимся обеспечить 1,6 миллиарда протон-протонных столкновений в секунду», сказал глава ЦЕРН по ускорителям и технологиям Майк Ламонт.
На этот раз протонные пучки будут сужены до менее чем 10 микрон (толщина человеческого волоса составляет около 70 микрон), чтобы увеличить частоту столкновений.
Новый уровень энергии позволит продолжить изучение бозона Хиггса, который впервые наблюдался Большим адронным коллайдером 4 июля 2012 года.
Это открытие произвело революцию в физике отчасти потому, что бозон соответствовал Стандартной модели — основной теории всех фундаментальных частиц, составляющих материю, и сил, которые ими управляют.
Однако несколько недавних открытий вызвали вопросы о Стандартной модели, и недавно модернизированный коллайдер позволит более подробно изучить бозон Хиггса.
Прошлые эксперименты определили массу бозона Хиггса, а также более 60 составных частиц, предсказанных Стандартной моделью, таких как тетракварк.
Но Джан Джудиче, глава отдела теоретической физики ЦЕРНа, сказал, что наблюдение за частицами — это только часть работы.
«Физика элементарных частиц не просто хочет понять, как — наша цель — понять, почему», — сказал он.
Среди девяти экспериментов Большого адронного коллайдера — ALICE, который исследует материю, существовавшую в первые 10 микросекунд после Большого взрыва, и LHCf, который использует столкновения для имитации космических лучей .
После этого запуска коллайдер вернется в 2029 году как БАК высокой светимости, увеличив количество обнаруживаемых событий в 10 раз.
Кроме того, ученые планируют построить новый круговой коллайдер (Future Circular Collider) — 100-километровое кольцо, цель которого — достичь энергии в колоссальные 100 триллионов электронвольт. Но пока физики с нетерпением ждут результатов третьего запуска Большого адронного коллайдера.
«Начинается новый сезон в физике», — заявили в ЦЕРН.