Низкое качество электрических контактов в магнитах Большого адронного коллайдера может привести к тому, что энергия протонов не будет поднята выше 3,5 ТэВ
Низкое качество электрических контактов в магнитах Большого адронного коллайдера может привести к тому, что в течение 2010-11 годов энергия протонов не будет поднята выше 3,5 ТэВ по соображениям безопасности.
Большой адронный коллайдер – самый мощный в истории человечества ускоритель заряженных частиц. Считается, что пучки разгоняемых навстречу друг другу тяжелых протонов могут создать условия, близкие к тем, которые существовали в первые микросекунды после Большого Взрыва. Одной за главных задач коллайдера является получение бозона Хиггса – теоретически предсказанной элементарной частицы, которая отвечает за массу элементарных частиц.
Как сообщали ЮГА.ру, БАК был впервые включен в сентябре 2008 года, однако после пуска произошла авария, которая была вызвана повреждением одного из магнитных реле на клапане, регулирующем подачу жидкого гелия на сверхпроводящие магниты. 20 ноября 2009 года Большой адронный коллайдер был вновь успешно запущен после ремонта, который длился 14 месяцев.
В декабре 2009 года работа была вновь остановлена на "рождественские каникулы". Незадолго до остановки на коллайдере были проведены столкновения на рекордных энергиях: 9 декабря пучки протонов столкнулись на энергии 1,18 тераэлектронвольта, а к 14 декабря ученые зафиксировали 50 тысяч столкновений на рекордной энергии 2,36 тераэлектронвольта.
В настоящее время ученые готовят БАК к возобновлению работы, которая планируется в середине февраля. Исследователи намерены превысить прошлогодние показатели, добившись энергии в 3,5 ТэВ.
Дальнейшие планы ЦЕРН относительно самого большого ускорителя заряженных частиц обсуждались на очередной конференции Chamonix-2010, на которой были зачитаны доклады, посвященные итогам работы коллайдера в 2009 году, текущей деятельности по запуску коллайдера на энергию протонов 3,5 ТэВ, а также перспективам на будущее.
По результатам директорату Европейского центра ядерных исследований будут представлены рекомендации относительно работы коллайдера в среднесрочной перспективе. Затем руководство ЦЕРН утвердит расписание работы LHC и примет решение, до какой энергии разгонять протоны в ближайшие годы.
Значение энергии, на которой будет работать коллайдер, является одним из ключевых параметров, напоминают "Элементы". Считается, что увеличение мощности в 1,5 – 2 раза резко повышает научную эффективность исследований – чем выше энергия сталкивающихся протонов, тем чаще будут появляться умеренно тяжелые частицы (например, бозон Хиггза), и и тем более тяжелые частицы смогут родиться.
Проектная энергия протонов в Большом адронном коллайдере достигает 7 ТэВ. В настоящее время главным препятствием для его вывода на проектную энергию остается плохое качество электрических контактов в сверхпроводящих магнитах. Повышение энергии протонов требует усиления магнитного поля, удерживающего их в кольце ускорителя, и увеличения силы тока в обмотках магнитов. Жесткие требования на качество электрических соединений накладывает необходимость удерживать сильный ток в обмотках поворотных магнитов без потери сверхпроводимости.
Именно дефектный контакт в одном из магнитов стал причиной аварии 19 сентября 2008 года. В ходе последующего ремонта были заменены некоторые магниты, однако однако полностью проблему это не решило. Сейчас главным "узким местом" является плохое качество не самих контактов между сверхпроводящими кабелями, а медных шин, к которым в месте контакта припаяны сверхпроводящие кабели.
При нормальной работе весь ток течет через сверхпроводник практически без сопротивления. Однако в случае срыва сверхпроводимости, который неизбежно будет время от времени происходить в магнитах, именно эти шины берут на себя весь ток. От сопротивления этого "мостика" из шины и припоя зависит то, сможет ли система безопасно справиться с возникшей ситуацией.
У специалистов пока нет точных данных по сопротивлениям этих шин, т.к. измерения необходимо делать при высокой температуре, а прогревать все сектора ускорителя до комнатной температуры не стали, т.к. в 2009 году это отложило бы запуск LHC еще на несколько месяцев.
Измерения в некоторых секторах пришлось проводить при умеренно низких температурах, а затем экстраполировать эти данные на высокие температуры с некоторым запасом надежности. Эти результаты привели специалистов к выводу: поднимать энергию выше 3,5 ТэВ пока рискованно.
В настоящее время наиболее вероятным считается работа до конца 2011 года на энергии 3,5 ТэВ с постепенным увеличением интенсивности протонных пучков. Одновременно технические группы будут отрабатывать все технологии, необходимые для полноценного ремонта соединений, что позволит затем остановить коллайдер на длительный ремонт и запустить его на проектную энергию 7 ТэВ.
Тем временем, многие серьезные исследователи не исключают возможность того, что работе коллайдера пытаются помешать из будущего или другого измерения, чтобы не допустить возникновения черной дыры или появления портала в параллельную вселенную.
