Большой адронный коллайдер превысил расчетные показатели на 2010 год более чем в 2 раза
Большой адронный коллайдер превысил расчетные показатели на 2010 год более чем в 2 раза.
Большой адронный коллайдер (Large Hadron Collider) производит ускорение двух вращающихся в противоположном направлении пучков тяжелых протонов. Столкновение этих пучков высвобождает достаточно энергии, чтобы имитировать в миниатюре условия, существовавшие в течение долей секунды после момента Большого Взрыва. Одной за главных задач коллайдера является получение бозона Хиггса – теоретически предсказанной элементарной частицы, которая отвечает за массу элементарных частиц.
Как сообщали ЮГА.ру, Большой адронный коллайдер был впервые включен в сентябре 2008 года, однако после пуска произошла авария, которая была вызвана повреждением одного из магнитных реле на клапане, регулирующем подачу жидкого гелия на сверхпроводящие магниты. 20 ноября 2009 года БАК был вновь успешно запущен после ремонта, который длился 14 месяцев.
В декабре 2009 года работа была остановлена на "рождественские каникулы". Незадолго до остановки на коллайдере были проведены столкновения на рекордных (на тот момент) энергиях: 9 декабря пучки протонов столкнулись на энергии 1,18 ТэВ, а к 14 декабря ученые зафиксировали 50 тысяч столкновений на рекордной энергии 2,36 ТэВ.
28 февраля ускоритель запустили снова, и 22 марта 2010 года был установлен новый рекорд – энергия столкновения частиц составила 3,48 тераэлектронвольта.
Частицы в кольцевом ускорителе летают не сплошным потоком, а разбиты на отдельные компактные сгустки, т.н. банчи (англ. bunch – сгусток). Существует несколько возможностей для увеличения светимость ускорителей: увеличение частиц в каждом сгустке; увеличение количества сгустков и сжатие сгустков.
В конце марта суммарная энергия достигла 7 ТэВ (по 3,5 ТэВ на пучок) – это было максимальным значением, которое когда-либо удавалось получить в подобных устройствах. В середине мая количество частиц в каждом из двух пучков протонов, сталкивающихся на энергии в 3,5 тераэлектронвольт, было увеличено вдвое и достигло четырех. Затем был поставлен очередной рекорд светимости ускорителя – столкновения велись в режиме по 6 сгустков в каждом пучке, а сами сгустки содержали примерно по 20 млрд. протонов.
В последнее время работы на БАКе ведутся в режиме столкновений под углом, что позволяет запускать в коллайдер и организовывать столкновения большого числа сгустков. Они сейчас впрыскиваются в кольцо не по одиночке, а целыми "составами" по 8 сгустков с временным интервалом всего по 150 наносекунд. 22 сентября в коллайдере циркулировало по 24 сгустка на пучок, на следующий день – 56 сгустков на пучок, а 25 сентября начались столкновения уже со 104 сгустками.
4 октября физики приступили к экспериментам с 200 сгустками на пучок. Таким образом, с момента первых столкновений на полной энергии 7 ТэВ светимость коллайдера возросла уже в 10 тыс. раз.
В ночь с 13 на 14 октября столкновения в детекторах ATLAS и CMS происходили при светимости в 1,01 х 10 в минус 32 степени, а к полудню 14 октября интегральная светимость в детекторах ATLAS, CMS и LHCb превысила 2 обратных пикобарна.Это стало досрочным достижением показателей, запланированных на конец октября 2010 года.
Барн – в ядерной физике единица для измерения эффективного сечения ядерных реакций (величины, характеризующей вероятность взаимодействия частицы с ядром).
"25 октября с 368 сгустками в пучке БАК в два раза превысил план на 2010 год, достигнув показателя в 6 тыс. обратных нанобарнов за один пуск", – отмечается в сообщении ЦЕРН.
А 26 октября столкновения протонов в коллайдере происходили с 424 сгустками на пучок.
Светимость, которая является важной "инструментальной" характеристикой коллайдера, зависит от количества частиц в каждом пучке и от того, насколько плотно частицы собраны, то есть насколько хорошо пучок сфокусирован в точке столкновений.
Чем больше светимость, тем чаще происходят столкновения частиц из встречных пучков, и тем больше научных данных получают исследователи.
С ноября Большой адронный коллайдер будет переведен на эксперименты с ионами свинца. Ранее директор ЦЕРН по ускорителям и технологии Стив Майерс заявлял о том, что начало новой циркуляции пучков в феврале даст старт самой длинной фазе непрерывной работы ускорителя, которая продлится до лета или осени 2011 года. Столь длительный период позволит техникам подготовить все необходимое для будущего выхода на мощность в 14 ТэВ (по 7 ТэВ на пучок). В то же время, эксперименты в течение 18-24 месяцев дают возможность собрать достаточно информации для потенциальных открытий.
__mergjnk.jpg)