Завершилась на мажорной ноте. Несмотря на поздний запуск и проблемы с одной из вакуумных секций , преследовавшие техников практически весь год, коллайдер все же смог выполнить планы по набору данных и даже превысил их (рис. 1). Интегральная светимость, набранная за 2017 год, достигла 50 fb −1 в детекторах ATLAS и CMS и почти 2 fb −1 в специализированном детекторе LHCb. Полная статистика сеанса Run 2 приближается к отметке 100 fb −1 . Она, конечно, пока еще целиком не обработана, но первые предварительные результаты с учетом статистики 2017 года ожидаются уже этой весной.
Интересно сравнить ход набора данных в 2017 году по сравнению с графиками прошлых лет (рис. 2). Стараясь справиться с технической проблемой, ограничивавшей количество сгустков в пучках, специалисты научились фокусировать их еще сильнее: параметр beta* удалось уменьшить до 30 см. В результате пиковая светимость временами достигала 200% от номинальной. Это позволило физикам впервые реализовать в детекторах ATLAS и CMS такую опцию как «выравнивание светимости» (luminosity leveling). В таком режиме работы светимость коллайдера искусственно понижается в первые часы столкновений небольшим разведением пучков в стороны; она не задирается по максимуму, а держится на постоянном уровне (рис. 3). Это позволяет вести работу в более-менее одинаковых условиях на протяжении длительного времени и упрощает последующий анализ данных. Выравнивание светимости уже давно применяется в детекторе LHCb, но через несколько лет его придется делать и в основных детекторах ATLAS и CMS. Поэтому нелишним было опробовать такой режим уже сейчас, раз пиковая светимость это позволяет.
Программа протонных столкновений завершилась в 2017 году двумя специальными сеансами. Первый - столкновения с расфокусированными пучками, в которых протоны движутся с исключительно малыми поперечными импульсами. Такая конфигурация открывает возможности для изучения мягких адронных процессов. Второй специальный сеанс - это столкновения на пониженной энергии 5,02 ТэВ против обычных 13 ТэВ, который будет полезен для сравнения ядерных столкновений с протонными. Во время этого сеанса, между прочим, специалисты из коллаборации LHCb продемонстрировали чудеса коллайдерной эквилибристики. Они впрыснули прямо в вакуумную трубу , по которой летают протоны, небольшую порцию газообразного ксенона. В результате детектор умудрялся наблюдать одновременно и обычные протон-протонные столкновения, и соударения протонов с неподвижной мишенью - ядрами ксенона.
Изюминкой 2017 года стал короткий сеанс столкновений ядер ксенона. До сих пор LHC работал только с протонами и ядрами свинца. Однако для изучения ядерных эффектов при сверхвысоких энергиях полезно проверить и ядра промежуточных масс. Такой сеанс прошел 12 октября , он продлился восемь часов, и в ходе него все четыре основных детектора регистрировали результаты столкновений (рис. 4).
Рекордами похвастался и IT-отдел ЦЕРНа. Полный объем сырых данных о столкновениях на LHC, накопленный за все время его работы, уже превысил 200 петабайт, которые хранятся на магнитных лентах для более надежной сохранности. Темп поступления данных тоже колоссальный: за один только октябрь поступило 12 петабайт информации о столкновениях.
Наконец, ЦЕРН напоминает, что его исследования не замыкаются на одном лишь Большом адронном коллайдере. В видеоролике CERN in 2017: a year in images пресс-отдел ЦЕРНа собрал воедино самые впечатляющие научные и технические достижения лаборатории в минувшем году.
С момента раскрытия информации о целях строительства, устройстве и схеме действия адронного коллайдера появлялась масса догадок о последствиях, к которым могут привести подобные исследования. Запуск коллайдера был точкой во времени, которая могла бы разделить историю на «до» и «после». Предугадать, как повела бы себя материя в неестественных для земных условий обстоятельствах, не могли даже светлейшие умы. Массу невероятных теорий и догадок породил большой адронный коллайдер, последние новости о котором можно найти в этом разделе.
Один из успешных запусков коллайдера дал неожиданный результат, открыв портал в другой мир. В процессе столкновения частиц в небе над местом проведения эксперимента образовались облака необычного пунцового цвета, начался вихрь, напоминающий портал. Адронный коллайдер проектировался для контролируемого образования уменьшенных версий черных дыр путем столкновения протонов и ионов. Добились ли ученые своей цели или «портал» был всего лишь совпадением, доподлинно неизвестно.
Известно, что в ближайшем будущем появится адронный коллайдер в России , мощность которого в 100 раз будет превышать возможности первого проекта. Предварительные фото коллайдера, возводимого в РФ, потрясают своим масштабом. Сложно предугадать, к каким последствиям приведут опыты на новом БАК. Всем, кто интересуется исследованиями в области физики, рекомендуем посмотреть видео коллайдера в действии.
На Большом адронном коллайдере подвели итоги 2017 года. Новые улучшения, внесённые в конструкцию, позволили увеличить один из важнейших параметров установки – светимость. Теперь она в два раза больше проектной. Планы на год по интегральной светимости тоже перевыполнены. До конца года установке предстоит два технических включения, после чего будут вноситься новые улучшения.
Первый в мире проект ускорителя заряжённых частиц разработал норвежский школьник. В 1923 году Рольф Видероэ придумал устройство, разгоняющее частицы с помощью электрического поля. Впрочем, воплотить проект "в железе" не удалось из-за эффектов, не учтённых юным исследователем.
Первые действующие ускорители появились в начале 1930-х годов. Началась гонка за энергиями. Учёные жаждали разгонять частицы как можно сильнее и заставлять их сталкиваться сначала с неподвижными мишенями, а потом и друг с другом. В этих столкновениях рождались новые, ещё не известные науке частицы. Так ковалась современная физика.
Инженерный гений, подталкиваемый ненасытной жаждой познания, создавал причудливых технических исполинов. Например, для ускорителя в Институте ядерной физики в Гатчине был отлит постоянный магнит с диаметром полюса 6,5 метра!
Сейчас в мире действует примерно десяток больших ускорителей. Есть они, например, в Институте физики высоких энергий в Протвино и в Объединённом институте ядерных исследований в Дубне, где таблицу Менделеева постоянно . Но, конечно, ничто не сравнится с королём королей – Большим адронным коллайдером.
Протоны, ускоряемые электромагнитным полем, несутся навстречу друг другу в туннеле длиной 27 километров. Энергия частиц достигает 13 тераэлектронвольт. Таких ускорителей в истории физики ещё не бывало. Именно такая энергия позволила открыть знаменитый – квант поля, придающего элементарным частицам массу.
На счету ускорителя и – частиц, состоящих из пяти кварков, а не из трёх, как протон или нейтрон. Не говоря о таких мелочах, как , когда-либо достигнутая в эксперименте, и прочих побочных рекордах.
Но, кроме энергии протонов, исследователям важны и другие параметры. В конце концов, мало радости, если старательно ускоренные протоны все как один пролетят мимо друг друга, не столкнувшись.
Между прочим, большинство протонов именно так и делает. Лишь очень малая часть разогнанных частиц встречает "партнёра", чтобы столкнуться с ним лоб в лоб, и, породив новые частицы, порадовать учёных интересной физикой.
Чтобы столкновения происходили чаще, нужно уменьшать диаметр пучка. И в уходящем году на БАК для этого внедрили новую систему. Результаты, как говорится, налицо: как сообщается в релизе , в 2016 году экспериментаторы получали 40 столкновений на 100 миллиардов частиц, а в 2017 году – 60.
Количество столкновений частиц в секунду на квадратный сантиметр поперечного сечения туннеля называется светимостью ускорителя. В этом году её удалось поднять до 2,06 x 10 34 см -2 с -1 , что вдвое выше проектного значения.
Если умножить светимость на время работы ускорителя, получится так называемая интегральная светимость. Можно посчитать её за год, за один эксперимент или за всё время жизни установки.
Это очень удобная величина, чтобы подводить итоги. Она учитывает всё: и сколько экспериментов было проведено за год, и какая светимость наблюдалась в каждом из них. Вопрос, по гамбургскому счёту, прост: достигнута ли плановая интегральная светимость на 2017 год? Как явствует из графика, достигнута и даже превышена. Ура.
График роста интегральной светимости в 2017 году.
На графике представлен рост интегральной светимости коллайдера в 2017 году. Видно, что он достиг 50 обратных фемтобарн, то есть в совокупности на каждый квадратный сантиметр сечения туннеля в этом году пришлось 5 x 10 40 столкновений.
Почему эта величина так важна? Потому что самые интересные события – те, что происходят редко. Насколько они маловероятны, удобно судить по параметру, который специалисты называют сечением события. Например, рождение бозона Хиггса имеет сечение 2 x 10 35 см 2 . Разделив интегральную светимость на это число, получаем, что частица, за открытие которой в 2013 году , в 2017 году родилась 250 тысяч раз.
А в планах у ненасытных физиков очередное улучшение установки. После маленького апгрейда в конце этого года коллайдер проработает до середины 2018 года, а потом остановится на полтора года. За это время энергию частиц планируется поднять до 14 тераэлектронвольт, а светимость увеличить в два раза по сравнению с проектной.
Но и это не предел. В 2022 году стартует новый проект – HL-LHC . За два года работ планируется поднять светимость в 5–7, а возможно, и в 10 раз по сравнению с номинальной. И тогда очень редкие события перестанут быть такими уж редкими.
Какие открытия нам преподнесёт обновлённый коллайдер? Может быть, ? Или , о которой мечтает уже несколько поколений теоретиков? Никто не знает. Человечество ждёт новостей.
12:09 2017
По имеющимся достоверным данным некоторых профессионалов, после запуска протонного ускорителя Linac-2 в мире все чаще стали наблюдаться разнообразные стихийные бедствия, а запуск Linac-4 может привести к самым нежданным и необратимым последствиям.
Как информирует Росбалт ссылаясь на Vistanews , это случится после испытаний адронного коллайдера, запуск которого назначен на текущий момент.
Понедельник, 15 мая 2017 г. ряд ученых называют днем открытия ворот в ад. Именно 15 мая текущего года должен состояться запуск огромного адронного коллайдера с новым ускорителем Linac 4, который откроет «врата в Ад» -параллельный мир.
Об этом говорил Папа римский Франциск, который назвал именно эту дату.
Руководство CERN считает, что Большой адронный коллайдер по сути откроет двери в параллельные миры.
Многие профессионалы после такого сообщения сразу вспомнили об антарктическом счетчике, указывающим на приближение конца мира, а кроме этого таинственные слова Папы Римского и внезапный визит Дональда Трампа в Ватикан вызвал у них замешательство. Одни предвещают чудесный скачок в науке и открытие новых ее областей, остальные считают, что разгон частиц может сделать Чёрную дыру, которая будет в состоянии поглотить Землю и всю Солнечную систему.
Некоторые ученые указывают, что после запуска ускорителя Linac-2 в мире уже наблюдаются катаклизмы, а использование не менее сильной частицы Linac-4 угрожает повернуться непоправимыми последствиями. И что будет потом, увы, не знает никто. В 2014 году доктор Эдвард Мантилла уничтожил все разработки, над которыми трудился в CERN, вычистил собственный компьютер и ушел из жизни. А потому пока мы наблюдаем лишь аномальные явления над Европой да природные катаклизмы в мире, как только начинает работать это адское устройство. Физики при попытке рассказать о своем опыте неожиданно умирают либо пропадают, так что мир стоит на грани открытия либо конца света. Однако, мнения профессионалов, участвующих в разработке, разделились.
Данное событие знаменует собой начало очередного "сезона" работы коллайдера, которые следует за периодом технической остановки, длившегося в данном случае 17 недель. В течение прошлого месяца специалисты Европейской организации ядерных исследований CERN занимались завершением регламентных работ и обслуживания оборудования коллайдера, которые были начаты в декабре 2016 года. На прошедших выходных были выполнены окончательные проверки работоспособности каждого отдельного узла и всего коллайдера в целом, и 1 мая группа управления коллайдером осуществила его полноценный запуск.
Напомним нашим читателям, что Большой Адронный Коллайдер останавливается каждую зиму на своего рода "каникулы", в течение которых инженеры и обслуживающий персонал производят крупномасштабные ремонтные работы и работы по модернизации оборудования. Период "каникул" в этом году был длиннее, чем в предыдущих годах, что дало инженерам возможность произвести более сложные работы. К этим работам относится замена некоторых секций сверхпроводящих магнитов, установка нового поглотителя и устройства фокусировки в синхротроне Super Proton Synchrotron, замена достаточно большого количества электрических кабелей.
Произведенные за каникулы модернизации позволят коллайдеру вырабатывать лучи протонов большей яркости, что, в свою очередь, позволит ученым наблюдать за достаточно редкими процессами. "Нашей целью является достижение интегрированной яркости в 45 фемтобарнов^-1 (в прошлом году интегрированная яркость составляла 40 фемтобарнов^-1)" - рассказывает Ренде Штееренберг (Rende Steerenberg), глава группы, осуществляющей управление работой коллайдера, - "Яркость можно увеличить разными способами. Можно просто "загнать" больше лучей протонов в одну точку пространства, а можно и увеличить плотность одного луча. Эти два способа дают разные результаты по стабильности луча, и мы еще не знаем, какой из способов будет самым приемлемым".
В 2016 году коллайдер смог обеспечить стабильность лучей протонов, при которой становится возможным проведение экспериментов и сбор данных, в 49 процентах от общего времени работы ускорителя. А в позапрошлом году этот показатель составлял около 35 процентов. В ходе нынешнего этапа работы коллайдера исследователи планируют еще больше увеличить данный показатель.
В течение первых недель работы в недрах коллайдера будет циркулировать несколько лучей протонов, которые будут использоваться дли проверки работоспособности и калибровки оборудования. Затем количество протонов в ускорителе будет постепенно повышаться, пока их количества не станет достаточным для начала проведения первых столкновений и начала сбора научных данных.
Большой адронный коллайдер , сокращённо БАК (англ. Large Hadron Collider, сокращённо LHC) - ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов и изучения продуктов их соударений. Коллайдер построен в ЦЕРНе (Европейский совет ядерных исследований), находящемся около Женевы, на границе Швейцарии и Франции. БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире. В строительстве и исследованиях участвовали и участвуют более 10 тысяч учёных и инженеров более чем из 100 стран. «Большим» назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м; «адронным» - из-за того, что он ускоряет адроны, то есть тяжёлые частицы, состоящие из кварков; «коллайдером» (англ. collider - сталкиватель) - из-за того, что пучки частиц ускоряются в противоположных направлениях и сталкиваются в специальных точках столкновения.
