Большой адронный коллайдер поставил новый рекорд
Большой адронный коллайдер (БАК) поставил новый рекорд светимости - "плотности" пучка протонов, сообщает официальный микроблог коллаборации CMS, одного из
экспериментов на БАКе. Достижение позволит физикам быстрее набирать
данные и получать новую информацию об устройстве микромира.
Накануне вечером светимость коллайдера - количество частиц в пучке,
пролетающих за секунду через единицу площади - достигла 1,2 на 10 в 33-й
степени протонов за секунду на квадратный сантиметр. Таким образом
коллайдеру остался лишь один порядок, чтобы добраться до проектной
светимости - 10 в 34 степени протонов за секунду на квадратный
сантиметр. При этом в каждом из двух пучков, циркулирующих в коллайдере,
содержится 1092 "банча" - сгустка частиц (проектное число банчей -
2808).
В конце апреля БАК добрался до светимости 4,67 на 10 в 32-й степени и
превзошел установленный в 2010 году рекорд протон-антипротонного
коллайдера Теватрон, работающего в Национальной лаборатории имени Ферми
(штат Иллинойс, США) - 4,024 на 10 в 32-й степени протонов за секунду на
квадратный сантиметр.
В коллайдерах (или "ускорителях элементарных частиц на встречных
пучках") частицы сталкиваются не с фиксированной мишенью, а с летящими
им навстречу другими частицами. Чем выше светимость пучка в коллайдере,
тем выше вероятность столкновений. Именно фиксация результатов
столкновений позволяет ученым делать выводы о свойствах элементарных
частиц и находить следы новых, еще не открытых частиц.
Чем больше столкновений, тем выше вероятность рождения новых частиц,
например, отвечающего за массы всех элементарных частиц бозона Хиггса -
последнего недостающего звена современной физической теории, Стандартной
модели. Поиск бозона Хиггса является главной задачей Большого адронного
коллайдера.
Нынешний сеанс работы коллайдера, запущенного в конце февраля после
рождественской технической остановки, продолжится до конца 2012 года.
Это даст экспериментаторам собрать достаточно данных, чтобы исследовать
весь диапазон энергий, доступный при энергиях 3,5 тераэлектронвольта на
пучок.
К концу этого периода физики смогут уже достаточно уверенно сказать, что
бозон Хиггса не существует, или же, напротив, впервые заметить признаки
его существования. Чтобы с достаточной степенью достоверности
убедиться, что частица действительно открыта, ученым нужно будет поднять
энергию пучков до проектного уровня - до 7 тераэлектронвольт. На эту
энергию ускоритель будет выведен после технической остановки в 2013
году.
К тому моменту его единственный серьезный конкурент, Теватрон, будет уже
давно остановлен. Власти США из-за нехватки средств отказались продлить
работу Теватрона, и ускоритель будет закрыт в октябре 2011 года.
Однако физики, работающие на нем, все еще надеются опередить европейских
конкурентов в гонке за бозоном Хиггса. За годы работы на ускорителе
было накоплено большое количество данных, которые БАКу еще предстоит
собрать. После остановки Теватрона физики еще в течение двух-трех лет
будут анализировать собранные данные и, возможно, смогут "закрыть" бозон
Хиггса, либо обнаружить признаки его существования.