Пучки снова циркулируют

«Женева, 20 ноября 2009 года. Пучки частиц снова начали циркулировать по самому мощному ускорителю в мире – Большому адронному коллайдеру (БАК) в CERN. Первый пучок совершил полный круг по направлению часовой стрелки сегодня вечером в 22.00.

The LHC is back», – таким сообщением встречает своих посетителей сайт Европейской организации ядерных исследований.

В пятницу поздно вечером произошло событие, которое в минувшем году называли «запуском коллайдера»: при первом проведении протонов по всему кольцу БАК в центре управления присутствовала пресса, его отмечали шампанским. Сейчас это уже просто рабочий момент, веха на пути к полноценному запуску коллайдера и получению революционных результатов. Ученые надеются наблюдать в экспериментах CMS и ATLAS так называемую «новую физику» – явления, не укладывающиеся в так называемую «стандартную модель». Это теоретическое построение, описывающее с единых позиций электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц. За ее пределами лежит «новая физика», разгадка тайн суперсимметрии частиц и изучение так называемой «темной материи» и «темной энергии» – невидимой части материального мира, составляющей ни много ни мало 95% всей Вселенной.

Но это все в будущем. А сегодня еще не физики-теоретики, а экспериментаторы-ускорительщики празднуют первую победу. «Это великолепно – видеть, что пучки снова циркулируют по БАК, – сказал генеральный директор CERN Рольф Хойер. – Нам еще предстоит пройти некоторый путь до начала физических экспериментов, однако с сегодняшнего дня мы твердо идем по этому пути».

В первый раз пучки протонов были проведены по БАК 10 сентября 2008 года, однако 9 дней спустя в охлаждающей системе ускорителя произошла авария, устранение последствий которой и подготовка к новому запуску заняли более года.

«Сейчас мы гораздо более осознанно работаем с БАК, мы понимаем его куда лучше, чем год назад. Мы многое узнали за это время, приобрели новый опыт и разработали совершенно новые технологии, которые позволяют нам идти дальше. Это обычный путь прогресса», – отметил директор по ускорителям CERN Стив Майерс.

«То, что мы сегодня сделали, – это результат титанических усилий. Я хочу поблагодарить всех, кто принимал участие в этой работе – и сотрудников CERN, и наших коллег из научных институтов по всему миру», – добавил Майерс.

Не обошлось без инцидентов: во время прохождения сектора 5–6 по часовой стрелке пучок протонов коснулся одного из магнитов, и система защиты вывела его из сверхпроводящего состояния, что задержало работу на 20–30 минут,

сообщает РИА «Новости» со ссылкой на сотрудника Института ядерных исследований РАН Зинура Шарифуллина.

«Система защиты «увидела», что пучок коснулся магнита, и заранее вывела магнит из сверхпроводящего состояния. Система QPS (Quench Protection System) сработала штатно, но из-за этого пришлось выключать цепи в одном из секторов, что привело к получасовой задержке», – сказал сотрудник ИЯИ РАН, который входит в команду разработчиков QPS.

Таким образом, система защиты уже в первые часы после запуска ускорителя успешно прошла «проверку боем». Вскоре кольцо удалось «замкнуть», а потом провести пучок и в противоположном направлении.

Помимо того что ученые смогли провести частицы по всему кольцу на энергии инжекции 450 ГэВ (энергии предыдущей ступени ускорительного комплекса – протонного суперсинхротрона SPS), они также задействовали ускорительную секцию самого коллайдера, которая в будущем будет разгонять протоны до энергии 7 ТэВ (энергия выше почти в 15 раз). Ускорительная секция (radio frequency cavity) штатно «захватывала» пучки и синхронизировала их.

Кроме того, успешно сработали все четыре детектора БАК – LHCb, CMS, ATLAS и ALICE – ученые зафиксировали результаты прохождения частиц. Это очень важно, поскольку до сих пор детекторы фиксировали лишь частицы космических лучей.

Следующим этапом работы прибора станут первые столкновения частиц – пока на низкой энергии. Ученые планируют начать их уже через неделю.

Это будут, в большей степени, технические эксперименты. От них не ждут научных результатов – главной задачей будет юстировка детекторов, калибровка и проверка оборудования, регистрирующего столкновения. Настоящие «именины» состоятся уже в следующем году. Первые столкновения пучков с энергией 7 ТэВ (3,5 ТэВ на пучок) пройдут в присутствии прессы со всего мира и, как надеются ученые, ознаменуют новый этап в развитии современной физики.

Ну и напоследок: о задачах коллайдера, его устройстве и о том, какие знания может принести человечеству его работа, физики CERN рассказывают посетителям и в популярной форме. Очень популярной.