Самая сложная из построенных человеком машин готовится к новому циклу уникальных физических исследований. Но для старта недостаточно просто нажать кнопку «Пуск».
Большой адронный коллайдер (БАК), созданный Европейской организацией по ядерным исследованиям (ЦЕРН), находится в Швейцарии близ Женевы. В феврале 2013 г. он был остановлен для ремонта и усовершенствований, и сейчас физики приступили к долгой процедуре перезапуска агрегата. Она закончится не ранее 2015 г.
Майк Ламонт, руководитель этой операции, сообщил в интервью «Symmetry Magazine», что «запуск ускорителя будет длиться несколько месяцев, и лишь потом БАК возобновит свою работу. Ускорителю нужна забота и любовь – в виде отладки и устранения неисправностей».
Главный ускоритель элементарных частиц, который представляет собой кольцо диаметром 27 км, расположен вблизи границы Швейцарии и Франции. Но это лишь один из компонентов БАК. Вначале необходимо создать заряженные частицы. Затем они разгоняются с помощью «гирлянды» небольших ускорителей, постепенно увеличивающих их энергию. Лишь после этого поток частиц оказывается в поле действия мощнейших сверхпроводящих электромагнитов, где их скорость достигает максимальных значений.
В пятницу персонал БАК запустил первое звено гирлянды – источник частиц. Он отделяет электроны от атомов водорода и тем самым создает запас протонов. На этой неделе инженеры приступят к перезапуску следующего устройства – ускорителя Linac2, в котором начинается разгон протонного пучка.
Далее в строй будет введен протонный синхротрон-бустер – ускоритель, который подвергся наиболее значительному усовершенствованию после остановки БАК. Ожидается, что теперь этот инструмент поднимет физические исследования на новый уровень.
«Когда в бустер поступит первый пучок частиц, это будет очень ответственный момент, – говорит Пол Коллиер, возглавляющий данное направление работы. – Помимо прочего, мы полностью обновили устройства контроля, которые можно сравнить с нервной системой установки». Запуск усовершенствованного оборудования с нетерпением ожидается многими экспериментаторами из ЦЕРН.
Опыты по столкновениям высокоэнергетических частиц были начаты на БАК в 2009 г. С тех пор колоссальная установка постоянно находится в центре всеобщего внимания. Так, 4 июля 2012 г. физики сообщили об открытии нового бозона. В следующем году удалось подтвердить, что он представляет собой бозон Хиггса, отвечающий за инертную массу элементарных частиц. Разумеется, выявление этого бозона – не единственное фундаментальное достижение, сделанное на БАК (их список быстро растет). Но именно это открытие позволило окончательно подтвердить Стандартную Модель, одну из центральных концепций современной физики.
Поиск бозона Хиггса был главной целью при создании БАК. Его обнаружение принесло теоретикам Питеру Хиггсу и Франсуа Энглеру Нобелевскую премию, что стало грандиозным триумфом многомиллионного проекта.
Воссоздавая условия эпохи Большого Взрыва, ученые стремятся разгадать самые глубокие тайны субатомного мира. В 2015 г. столкновения частиц внутри коллайдера будут происходить при еще более высоких энергиях, чем ранее. На этот год запланировано четыре ключевых эксперимента (ATLAS, CMS,LHCb and ALICE). А значит, нас ожидает немало поразительных открытий.