Крупнейший в мире ускоритель частиц «затихнет» до 2030 года: что случилось с LHC
Европейская организация по ядерным исследованиям CERN сообщила о приостановке работы Большого адронного коллайдера (Large Hadron Collider, LHC). Крупнейший в мире ускоритель частиц, расположенный под землей на границе Швейцарии и Франции, «затихнет» на четыре года: за это время специалисты проведут его масштабную модернизацию, которая позволит увеличить частоту столкновения частиц в 10 раз.
Большой адронный коллайдер (LHC) — это самый мощный в мире ускоритель заряженных частиц, предназначенный для разгона и столкновения протонов и ионов на околосветовых скоростях. LHC построен в научном центре CERN недалеко от Женевы для изучения фундаментальных законов физики. С его помощью ученые исследуют новую физику, в частности темную материю и антивещество. Так, в 2012 году благодаря коллайдеру была открыта частица бозона Хиггса, которая отвечает за наличие массы у всех объектов во Вселенной.
Большой дронный коллайдер представляет собой кольцевое подземное сооружение протяженностью 27 км на глубине около 100 м. Принцип работы LHC следующий: сверхпроводящие магниты разгоняют протоны до экстремальных энергий и сталкивают их между собой в детекторах — именно эти столкновения и интересуют ученых.
Впрочем, теперь работа крупнейшего ускорителя частиц будет приостановлена. Масштабная модернизация LHC займет четыре года, по итогам которой установка получит новое название — High Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC). Запустить обновленный коллайдер планируется в июне 2030 года. Его эксплуатация после модернизации будет рассчитана на 10 лет.
По словам руководителя проекта HL-LHC Маркуса Церлауфа, предстоящий этап станет ключевым для всей программы Большого адронного коллайдера. Улучшения призваны существенно расширить его экспериментальные возможности. Основной фокус — на увеличении светимости (luminosity), которая отражает количество столкновений частиц за единицу времени. Этот показатель должен вырасти в 10 раз, вместе с ним резко увеличится и объем собираемых данных — до 100 раз.
Кроме того, специалисты заменят участок длиной около 1,2 км ускорительного кольца, установив на него новые сверхпроводящие магниты. Благодаря им увеличится частота и плотность столкновений, а значит, коллайдер сможет более точно фокусировать пучки частиц. Сейчас в точке пересечения пучков происходит около 60 столкновений за один акт взаимодействия, а в перспективе этот показатель может вырасти до 140–200 столкновений.
Все это потребует новых инженерных решений в области фильтрации столкновений. Миллиарды событий в секунду — это очень много, и справиться с таким объемом доверят искусственному интеллекту. Нейросеть будет отбирать наиболее перспективные столкновения в режиме реального времени.
Речь идет не столько о количестве, сколько о качестве. Ученые рассчитывают, что после модернизации коллайдер LHC поможет им «поймать» около 380 млн бозонов Хиггса за все время эксплуатации (против 55 млн, зарегистрированных с 2008 года). Одна из ключевых задач — попытка зафиксировать одновременное рождение двух бозонов Хиггса.
Подробнее о том, что такое бозон Хиггса и как его нашли, рассказывали здесь.
Фото HL-LHC project
Самое популярное
