№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Адронный коллайдер разогнался еще больше (он приближает нас к пониманию устройства Вселенной)

Фото: Wikimedia Commons

Ученые рассчитывают раскрыть больше секретов о том, как устроена Вселенная.

Крупнейший и самый мощный в мире коллайдер частиц снова заработал в апреле после трехлетнего перерыва на модернизацию в рамках подготовки к третьему запуску.

Теперь коллайдер будет работать круглосуточно в течение почти четырех лет с рекордной энергией в 13,6 трлн электронвольт, как сообщила Европейская организация ядерных исследований (ЦЕРН) на брифинге на прошлой неделе.

Коллайдер направит два луча протонов – частиц в ядре атома – в противоположных направлениях почти со скоростью света по 27-километровому кольцу, расположенному на глубине 100 метров под швейцарско-французской границей.

Результирующие столкновения будут зарегистрированы и проанализированы тысячами ученых в рамках множества экспериментов, включая ATLAS, CMS, ALICE и LHCb. Как рассчитывают исследователи, полученные данные помогут исследовать темную материю, темную энергию и другие фундаментальные тайны Вселенной.

«Мы стремимся обеспечить 1,6 миллиарда протонных столкновений в секунду для экспериментов ATLAS и CMS. На этот раз протонные пучки будут сужены до менее чем 10 микрон (толщина человеческого волоса составляет около 70 микрон) для увеличения частоты столкновений», – Майк Ламонт, глава ЦЕРН по ускорителям и технологиям.

Новый уровень энергии позволит ученым продолжить исследование бозона Хиггса, который впервые наблюдался Большим адронным коллайдером 4 июля 2012 года. Открытие произвело революцию в физике отчасти потому, что бозон соответствовал Стандартной модели – основной теории всех фундаментальных частиц, составляющих материю, и сил, которые ими управляют.

Однако несколько недавних открытий вызвали вопросы о Стандартной модели, и недавно модернизированный коллайдер позволит более подробно изучить бозон Хиггса.

«Бозон Хиггса связан с некоторыми из самых глубоких открытых вопросов в фундаментальной физике сегодня. По сравнению с первым запуском коллайдера, обнаружившим бозон, на этот раз столкновений будет в 20 раз больше. Это значительное увеличение, открывающее путь к новым открытиям», – пишут ученые.

Прошлые эксперименты определили массу бозона Хиггса, а также более 60 составных частиц, предсказанных Стандартной моделью, таких как тетракварк. Но Джан Джудиче, глава отдела теоретической физики ЦЕРНа, говорит, что наблюдение за частицами – это только часть работы.

Среди девяти экспериментов Большого адронного коллайдера есть ALICE, который исследует материю, существовавшую в первые 10 микросекунд после Большого взрыва, и LHCf, который использует столкновения для имитации космических лучей.

В дальнейшем планируется построить еще более мощный коллайдер – 100-километровое кольцо, цель которого – достичь энергии в колоссальные 100 триллионов электронвольт.