В Большом адронном коллайдере завершились эксперименты с пучками протонов и начались столкновения ионов свинца
В Большом адронном коллайдере завершились эксперименты с пучками протонов и начались столкновения ионов свинца.
Как сообщали ЮГА.ру, Большой адронный коллайдер (Large Hadron Collider) 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 БАК был вновь успешно запущен после ремонта, который длился 14 месяцев.
Большой адронный коллайдер производит ускорение двух вращающихся в противоположном направлении пучков тяжелых протонов. Столкновение этих пучков высвобождает достаточно энергии, чтобы имитировать в миниатюре условия, существовавшие в течение долей секунды после момента Большого Взрыва. Одной за главных задач коллайдера является получение бозона Хиггса – теоретически предсказанной элементарной частицы, которая отвечает за массу элементарных частиц.
Частицы в кольцевом ускорителе летают не сплошным потоком, а разбиты на отдельные компактные сгустки, т.н. банчи (англ. bunch – сгусток). Светимость, которая является важной "инструментальной" характеристикой коллайдера, зависит от количества частиц в каждом пучке и от того, насколько плотно частицы собраны, то есть насколько хорошо пучок сфокусирован в точке столкновений.
Чем больше светимость, тем чаще происходят столкновения частиц из встречных пучков, и тем больше научных данных получают исследователи.
В последние месяцы работы на БАКе велись в режиме столкновений под углом, что позволяло запускать в коллайдер и организовывать столкновения большого числа сгустков. Они впрыскивались в кольцо не по одиночке, а целыми "составами" по 8 сгустков с временным интервалом всего по 150 наносекунд.
4 октября физики приступили к экспериментам с 200 сгустками на пучок. Таким образом, с момента первых столкновений в конце марта на полной энергии 7 ТэВ светимость коллайдера возросла в 10 тыс. раз. В ночь с 13 на 14 октября столкновения в детекторах ATLAS и CMS происходили при светимости в 1,01 х 10 в минус 32 степени, а к полудню 14 октября интегральная светимость в детекторах ATLAS, CMS и LHCb превысила 2 обратных пикобарна. Это стало досрочным достижением показателей, запланированных на конец октября 2010 года.
25 октября с 368 сгустками в пучке БАК в два раза превысил план на 2010 год, достигнув показателя в 6 тыс. обратных нанобарнов за один пуск. А 26 октября столкновения протонов в коллайдере производились с 424 сгустками на пучок.
С 4 ноября Большой адронный коллайдер переведен на столкновения тяжелых ядер. Целью новой серии экспериментов является получение и исследование кварк-глюонной плазмы. Кварк-глюонной плазмой (или хромоплазмой) в физике высоких энергий и физике элементарных частиц называется такое состояние, когда адронное вещество переходит в состояние, аналогичное тому, в котором находятся электроны и ионы в обычной плазме.
Кварк-глюонная плазма была получена экспериментально на ускорителе RHIC Брукхейвенской национальной лаборатории в 2005 году. Максимальная температура плазмы в 4 триллиона градусов Цельсия была получена там же в феврале 2010 года.
"Столкновения тяжелых ионов создают своеобразную микро-лабораторию по изучению очень горячей и плотной материи. В БАКе мы продолжим путешествие, начатое в ЦЕРНе в 1994 году, которое должно привести к новой информации о фундаментальном поведении материи и прояснить роль сильного взаимодействия", - рассказал представитель коллаборации ALICE Юрген Шукрафт.
Сильное ядерное взаимодействие это одно из четырех фундаментальных взаимодействий в физике, в котором участвуют кварки и глюоны, а также составленные из них элементарные частицы, называемые адронами. Оно действует в масштабах атомных ядер и меньше, отвечая за притяжение между нуклонами в ядрах и между кварками в адронах.
"Это был хороший старт для ионов свинца в БАКе - после успешных ночных настроек циркулируют оба пучка", - говорится в сообщении от 5 ноября в официальном твиттере ЦЕРНа.
Столкновения ионов свинца продлится в БАКе до декабря, затем последует остановка на очередные "рождественские каникулы". В январе возобновятся эксперименты с протонными пучками, которые будут идти до февраля 2011 года.
Ранее директор ЦЕРН по ускорителям и технологии Стив Майерс заявлял о том, что начало новой циркуляции пучков в феврале даст старт самой длинной фазе непрерывной работы ускорителя, которая продлится до лета или осени 2011 года. Столь длительный период позволит техникам подготовить все необходимое для будущего выхода на мощность в 14 ТэВ (по 7 ТэВ на пучок). В то же время, эксперименты в течение 18-24 месяцев дают возможность собрать достаточно информации для потенциальных открытий.
