23 мая в Большом адронном коллайдере (БАК) прошли первые в 2017 году столкновения протонов в рамках научной программы коллайдера.
Об этом сообщается в пресс-релизе концерна «CERN».
В этот день была завершена калибровка детекторов и тысяч подсистем крупнейшего ускорителя в мире после зимнего перерыва.
По словам специалистов, курирующих работу коллайдера, каждую зиму аппарат прерывает свою работу для обновления и ремонта систем ускорителя и детекторов. Несколько недель уходит у инженеров на последующий запуск БАК. Так, в этом году первые протонные пучки появились в ускорителе 29 апреля — инженеры проверили работоспособность радиочастотных резонаторов, ответственных за ускорение частиц и постепенно подняли кинетическую энергию частиц до требуемых 6,5 тераэлектронвольт (в 6,5 тысяч раз больше, чем энергия покоя протона). Физики настроили магниты и коллиматоры, корректирующие форму и траекторию пучка и обеспечивающие столкновения между встречными пучками.
С 10 мая начались столкновения в точках пересечения пучков — основных детекторах БАК: ATLAS, LHCb, CMS и ALICE. Главная задача предварительных столкновений — проверка управляемости пучков и тестирование систем детекторов, в частности, корректировка положения точки, в которой пучки сталкиваются. Во время предварительных столкновений используются пучки, состоящие из небольшого количества сгустков (около десяти против более двух тысяч) и гораздо меньшего количества протонов, чем во время сбора научных данных.
Сейчас интенсивность пучков также невелика. Постепенно физики будут наращивать количество протонов в сгустках и делать сгустки плотнее — это ускорит темпы столкновений протонов и сбора статистики. В 2016 году ученые набрали интегральную светимость около 40 обратных фемтобарн — эта величина, согласно пресс-релизу организации, соответствует 6,5 миллионам миллиардов столкновений протонов. По плану на 2017 год ожидается интегральная светимость установки по меньшей мере в 45 обратных фемтобарн. Для сравнения, в 2015 год коллайдер обеспечил интегральную светимость около 4,2 обратных фемтобарн, а за 2012 год Run 1 — 23 обратных фемтобарн.
Ожидается, что в следующие шесть месяцев коллайдер удвоит объем столкновений при энергии 13 тераэлектронвольт.
В новом сезоне работы большого адронного коллайдера ожидаются изменения: из графика работы исключили сеанс столкновений с ионами свинца для генерации кварк-глюонной плазмы. Это состояние вещества, моделирующее первые минуты жизни Вселенной. Вместо этого детектор ALICE продолжит обработку данных прошлых лет и будет собирать информацию о протон-протонных столкновениях. Недавно физики отчитались о том, что несмотря на небольшую массу протонов, в их столкновениях тоже может образовываться кварк-глюонная плазма.
В этом сезоне CMS и ATLAS продолжат исследования свойств бозона Хиггса, открытого в 2012 году. Эксперименты определят параметры рождения и каналов распада частицы, а также то, как она взаимодействует с другими частицами. Кроме того, вместе с экспериментом LHCb физики продолжат анализировать редкие и экзотические процессы в поисках следов Новой физики.
Увеличив объем статистики ученые смогут узнать природу необычных пиков высокоэнергетических событий, которые могут указывать на новые, еще не открытые частицы.
Отметим, БАК (Большой адронный коллайдер, LHC) — это самый крупный в мире ускоритель частиц, расположенный на франко-швейцарской границе в Женеве и принадлежащий концерну CERN. Основной задачей строительства Большого адронного коллайдера был поиск бозона Хиггса, неуловимой частицы, последнего элемента Стандартной модели. Задачу коллайдер выполнил: физики действительно обнаружили элементарную частицу на предсказанных энергиях. Далее БАК будет вести работу в этом диапазоне светимости и работать, как обычно функционируют спецобъекты: по желанию ученых.