Завершилась модернизация одного из ключевых физических инструментов, созданных человеком. Большой адронный коллайдер готов к своей третьей фазе исследований — его чувствительность повышена, и теперь он способен ускорять большее количество протонов одновременно, причем пучки фокусируются с большей точностью. В прошлую пятницу первая партия адронов прошла по кольцевому туннелю, расположенному под территориями Франции и Швейцарии.
Согласно официальному пресс-релизу, возобновление работы ускорителя началось с одновременного запуска двух пучков протонов, движущихся в противоположных направлениях. Этот шаг можно считать своеобразной проверкой работоспособности – частицы циркулировали с энергией 450 гигаэлектронвольт, которую они имели после предварительного разгона до перехода в основное 27-километровое кольцо. Плотность адронов в пучках была незначительной. Начало полномасштабных столкновений с высокой энергией ожидается не ранее чем через пару месяцев.
Инженерам и ученым предстоит постепенно увеличивать мощность установки до середины лета. Соответствие каждого узла эксплуатационным характеристикам будет последовательно проверяться. Запуск такой масштабной и сложной машины после длительного простоя – задача непростая и требующая времени.
Вторая продолжительная остановка Большого адронного коллайдера стартовала в декабре 2018 года и продлилась около трех лет и четырех месяцев. В течение этого периода модернизации коснулись практически всех ключевых установок комплекса. В частности, благодаря изменениям, с детекторов теперь можно будет получать значительно больший объем данных. Это стало возможным благодаря улучшенной фокусировке пучков частиц, увеличению максимальной энергии ускорителя (до 13,6 тераэлектронвольт) и повышению разрешающей способности системы сбора информации с детекторов.
Третья кампания (Run3) продлится около четырех лет и на нее возлагают большие надежды. Благодаря всем улучшениям, внесенным в БАК, детекторам ATLAS и CMS в ближайшие годы получить больше столкновений, чем за обе предыдущих кампании вместе взятые. В то же время количество регистрируемых их «собратом» LHCb событий вырастет втрое. А специализирующийся на столкновениях тяжелых ионов детектор ALICE и вовсе «увидит» в пятьдесят раз больше столкновений.
Ученые, работающие с БАК, столкнулись с огромным объемом задач, решение которых критически важно для продолжения финансирования разработки более совершенных приборов. Для проведения третьего этапа исследований необходимо получить больше статистической информации о частицах, потенциально являющихся бозонами Хиггса (их существование предстоит окончательно подтвердить экспериментально). Кроме того, важно обнаружить признаки проявления гипотетической пятой фундаментальной силы, отличной от известных слабых, сильных, электромагнитных и гравитационных взаимодействий).