Во вторник, 5 мая 2015 года, в туннелях Большого Адронного Коллайдера (БАК) были произведены первые после двухлетнего перерыва столкновения разогнанных лучей протонов. Специалисты Европейской организации ядерных исследований CERN возобновили столкновения лучей на достаточно низком, тестовом, уровне энергии, по 450 миллиардов электрон-вольт (450 ГэВ) на один луч, что дало суммарную энергию столкновений в 900 ГэВ. Напомним нашим читателям, что до закрытия БАК на модернизацию сталкивал лучи на энергии 8 ТэВ, а через два-три месяца коллайдер будет выведен на его новую полную мощность, которая обеспечит энергию столкновений лучей более 13 ТэВ.
Для того, чтобы БАК, самый мощный и большой в мире ускоритель частиц, туннель которого имеет длину в 27 километров, получил возможность работать на повышенной мощности, он был остановлен и закрыт в самом начале 2013 года на двухлетнюю модернизацию. Основной задачей этой модернизации стала переделка конструкции сверхпроводящих магнитов и магистралей, по которым к ним подводится электрическая энергия. Месяц назад специалисты CERN, пройдя через трудности, связанные с возникновением короткого замыкания в цепях одного из электромагнитов, запустили лучи протонов в кольцо ускорителя, проверяя работоспособность всех узлов этого невероятно сложного сооружения.
Столкновения лучей протонов, которые были инициированы во вторник, были произведены в районах датчиков всех четырех экспериментов ускорителя, ALICE, ATLAS, CMS и LHCb. И сделано это было специально для предоставления возможностей окончательной настройки, калибровки самих датчиков и измерительных систем.
«Каждое столкновение, даже низкоэнергетическое, порождает ливни вторичных частиц, проходящих через слои датчиков всех экспериментов» — пишут представители CERN в официальном заявлении, — «Группы, обеспечивающие работу оборудования экспериментов могут использовать эти события для проверки всех датчиков и измерительных устройств для того, чтобы удостовериться, что они срабатывают точно в тот момент, когда в их районе происходят столкновения протонов».
Группа, обеспечивающая выполнение процедуры перезапуска коллайдера в настоящий момент находится приблизительно на середине восьминедельного графика их работ, которые нацелены на полное введение в строй этого крупномасштабного научного проекта. В следующем месяце энергия столкновений будет поднята до максимального уровня, до 13 ТэВ, но, опять же, это будут тестовые столкновения, на которых будет проводиться дальнейшая проверка работоспособности оборудования коллайдера. А первая научная информация, полученная при полной мощности коллайдера, будет собрана в начале июля 2015 года.
Напомним нашим читателям, что данные, собранные во время предыдущего периода работы коллайдера, послужили основанием для подтверждения существования бозона Хиггса в 2012 году. Эта частица являлась последним недостающим звеном Стандартной модели, описывающей природу и принципы взаимодействия всех элементарных частиц. Это одна из самых успешных теорий современной физики, которая получила полное практическое подтверждение, но исследователи надеются, что следующий период работы коллайдера позволит им «выбраться на территорию», находящуюся за рамками Стандартной модели.
В ходе столкновений лучей протонов, произведенных при рекордном уровне энергии, ученые собираются не только в очередной раз подтвердить факт существования бозона Хиггса, они собираются исследовать природу этой таинственной частицы и произвести измерения ее основных характеристик. Помимо этого, исследовательские группы будут искать следы различных экзотических явлений, таких, как частицы темной материи и микроскопические темные дыры, которые, согласно некоторым теориям, являются доказательствами существования дополнительных измерений в пространственно-временном континууме.
