Большой адронный коллайдер достиг рекордной светимости. Большой адронный коллайдер получил важное обновление Запустили адронный коллайдер 17 мая

Завершилась на мажорной ноте. Несмотря на поздний запуск и проблемы с одной из вакуумных секций , преследовавшие техников практически весь год, коллайдер все же смог выполнить планы по набору данных и даже превысил их (рис. 1). Интегральная светимость, набранная за 2017 год, достигла 50 fb −1 в детекторах ATLAS и CMS и почти 2 fb −1 в специализированном детекторе LHCb. Полная статистика сеанса Run 2 приближается к отметке 100 fb −1 . Она, конечно, пока еще целиком не обработана, но первые предварительные результаты с учетом статистики 2017 года ожидаются уже этой весной.

Интересно сравнить ход набора данных в 2017 году по сравнению с графиками прошлых лет (рис. 2). Стараясь справиться с технической проблемой, ограничивавшей количество сгустков в пучках, специалисты научились фокусировать их еще сильнее: параметр beta* удалось уменьшить до 30 см. В результате пиковая светимость временами достигала 200% от номинальной. Это позволило физикам впервые реализовать в детекторах ATLAS и CMS такую опцию как «выравнивание светимости» (luminosity leveling). В таком режиме работы светимость коллайдера искусственно понижается в первые часы столкновений небольшим разведением пучков в стороны; она не задирается по максимуму, а держится на постоянном уровне (рис. 3). Это позволяет вести работу в более-менее одинаковых условиях на протяжении длительного времени и упрощает последующий анализ данных. Выравнивание светимости уже давно применяется в детекторе LHCb, но через несколько лет его придется делать и в основных детекторах ATLAS и CMS. Поэтому нелишним было опробовать такой режим уже сейчас, раз пиковая светимость это позволяет.

Программа протонных столкновений завершилась в 2017 году двумя специальными сеансами. Первый - столкновения с расфокусированными пучками, в которых протоны движутся с исключительно малыми поперечными импульсами. Такая конфигурация открывает возможности для изучения мягких адронных процессов. Второй специальный сеанс - это столкновения на пониженной энергии 5,02 ТэВ против обычных 13 ТэВ, который будет полезен для сравнения ядерных столкновений с протонными. Во время этого сеанса, между прочим, специалисты из коллаборации LHCb продемонстрировали чудеса коллайдерной эквилибристики. Они впрыснули прямо в вакуумную трубу , по которой летают протоны, небольшую порцию газообразного ксенона. В результате детектор умудрялся наблюдать одновременно и обычные протон-протонные столкновения, и соударения протонов с неподвижной мишенью - ядрами ксенона.

Изюминкой 2017 года стал короткий сеанс столкновений ядер ксенона. До сих пор LHC работал только с протонами и ядрами свинца. Однако для изучения ядерных эффектов при сверхвысоких энергиях полезно проверить и ядра промежуточных масс. Такой сеанс прошел 12 октября , он продлился восемь часов, и в ходе него все четыре основных детектора регистрировали результаты столкновений (рис. 4).

Рекордами похвастался и IT-отдел ЦЕРНа. Полный объем сырых данных о столкновениях на LHC, накопленный за все время его работы, уже превысил 200 петабайт, которые хранятся на магнитных лентах для более надежной сохранности. Темп поступления данных тоже колоссальный: за один только октябрь поступило 12 петабайт информации о столкновениях.

Наконец, ЦЕРН напоминает, что его исследования не замыкаются на одном лишь Большом адронном коллайдере. В видеоролике CERN in 2017: a year in images пресс-отдел ЦЕРНа собрал воедино самые впечатляющие научные и технические достижения лаборатории в минувшем году.

В последнее время все больше и больше в сети интернет распространяется информация о грядущем конце света. Как ни странно, конец всех времен уже не связывают с ядерной войной, как еще 10 лет назад, а все основные версии ученых и провидцев связаны именно с природными процессами. Но одной из наиболее обсуждаемых версий весны текущего года является версия исчезновения человечества из-за большого адронного коллайдера!

Что такое адронный коллайдер?

Самый известный на планете ускоритель частиц, созданный лучшими умами нашей планеты, еще не проявил свой потенциал даже на треть. Несмотря на пробные запуски, начавшиеся с 2008 года , которые не увенчались ошеломительным успехом в связи с некоторыми неполадками и возникшей необходимостью в дополнительных работах, с целью усовершенствования этого аппарата, ученые уверены, что стоят на пороге большого открытия.

Одним из самых часто задаваемых вопросов касательно адронного коллайдера среди пользователей интернета (согласно системе гугл) является вопрос о предназначении этого необычного человеческого творения.

Коллайдер был создан для того, чтобы физики, наконец, смогли попасть внутрь материи на максимальную глубину. В дальнейшем работа с коллайдером должна была позволить совершать переходы к пространственно временным интервалам.

Запуск адронного коллайдера 15 мая 2017 года

Сегодня особенный день, день, когда машина с неизведанной силой будет вновь запущена и многие ученые побаиваются этого дня.

Так один из самых известных ученых мира Стивен Хоккинг, ранее высказывался по поводу того, что опасается последствий, которые человек не в силах контролировать. Как заявлял британский ученый, в процессе запуска коллайдера на полную мощность может возникнуть микроскопическая черная дыра. Именно этого Стивен Хоккинг и ждет, хотя и боится.

Самоубийство Эдварда Мантилла

Стивен Хоккинг

Стоит напомнить, что авторитетный ученый, работающий в ЦЕРН, (Эдвард Мантилла) в 2016 году решил покончить с собой, чем удивил мировую общественность. Самое интересное, что за несколько дней до суицида ученого ходило множество разговоров по поводу того, что человечество стоит на пороге величайшего открытия.

Перед тем, как лишить себе жизни, Эдвард полностью уничтожил все свои рабочие файлы и документацию, которую он вел весь период своих исследований. После его смерти, на компьютере ученого обнаружили лишь один текстовый файл, в котором было написано следующее:

«Мы стоим на пороге конца света или величайшего человеческого открытия? Что же будет завтра никому неизвестно. Высшие силы вновь не допустят того, чтобы на Земле наступил Апокалипсис из-за очередной человеческой глупости и любопытства».

Эти слова вспоминали сегодня утром, на пресс-конференции во время съезда ученых перед очередным запуском адронного коллайдера. Вполне вероятно, что нам, простым людям ничего не говорят, а на самом деле человечество уже давно вышло за грани своего понимания. Очевидно же, что Эдвард Мантилла не сошел с ума, просто он узнал о чем-то действительно ужасном.

Почему конец света будет в мае 2017 года?

Начало конца прогнозируют с 15 мая, но возникает вопрос, почему именно с этой даты? Ведь раньше коллайдер уже не раз запускался и человечество живее всех живых. На самом деле все довольно просто. Сегодня адронный коллайдер будет запущен после очередных ремонтных работ, в процессе которых были заменены ускорители Linac 2 , на Linac 4 . Новые ускорители способны разгонять пучки отрицательных ионов водорода в три раза сильнее, чем предыдущие. По официальной информации ученые не смогли просчитать все возможные варианты развития событий в том случаи, если что-то пойдет не так.

Как в этой ситуации не вспомнить одно из самых известных предсказаний Матроны Московской , которая твердила о том, что в будущем люди без войны умрут. Провидица говорила, что земля поднимется и заберет людей с собой!

Большинство специалистов полагают, что речь шла о невиданном природном катаклизме. Еще часть специалистов продолжают твердить, что ясновидящая имела ввиду столкновение небесного тела с нашей планетой, однако ни одна из версий не подтверждена.

Специалист по научным аномалиям Роберт Пардвенштейн считает, что человечеству нечего боятся:

«Я уверен, что весь ажиотаж, который ежегодно окружает адронный коллайдер, это все только из-за незнания людей. Если бы значительная часть нашей планеты понимала, что пытаются сделать наши ученые, то все разговоры давно бы утихли».

Слова швейцарского специалиста приободряющие, но дело в том, что коллайдер вызывает беспокойство не у простых людей, а у ученых и специалистов из разных областей науки.

От чего мы можем умереть уже в этом месяце?

Логотип организации ЦЕРН

Экстрасенсы снова заговорили о конце света , однако, предначертанная дата конца всех концов надуманная. Дело в том, что сегодня запустят аппарат с новыми ускорителями частиц, но запустят в тестовом варианте и уж точно не на полную мощность. А вот уже в дальнейшем, модно будет попереживать.

Из-за невозможности просчета последствий испытаний существует сразу несколько версий того, как погибнет планета. Одни ученые считают, что коллайдер способен разрушить грань между нашим миром и потусторонним. Другие уверены, что из-за отсутствия достаточного количества человеческих знаний в области материи, может возникнуть черная дыра, которая уничтожит все живое на планете, включая саму Землю. Но как бы там ни было, любой из перечисленных вариантов довольно страшный.

Интересным фактом является тот, что сам адронный коллайдер не на шутку напоминает моментами строение подобное тому, что мы все видели в фильме «Звездные врата». Сама же организация, специализирующаяся на ядерных испытаниях, запускающая сегодня коллайдер, позаимствовала название (ЦЕРН) у демонического существа известного в Древней Европе под именем (Цернунос). Но еще интереснее, то, что современный логотип компании содержит в себе три перевернутые шестерки.

Обсуждая последние изменения в погоде на территории Европы, многие специалисты в области синоптики озвучили ряд погодных перемен за 9 лет, с момента первого запуска коллайдера. И ведь тут не поспоришь, что на территории Украины, что России, особенно за последние два года, фиксировались аномальные погодные явления. Например, в южной части Украины уже два последних года в весенний период времени местами идут дожди, длящиеся практически месяц, чего ранее никогда не бывало. В России же, в некоторых регионах необъяснимые потепления.

Грозит ли человечеству полное вымирание уже в мае, либо это всего лишь игры воображения? Все это мы узнаем уже очень скоро!

На Большом адронном коллайдере подвели итоги 2017 года. Новые улучшения, внесённые в конструкцию, позволили увеличить один из важнейших параметров установки – светимость. Теперь она в два раза больше проектной. Планы на год по интегральной светимости тоже перевыполнены. До конца года установке предстоит два технических включения, после чего будут вноситься новые улучшения.

Первый в мире проект ускорителя заряжённых частиц разработал норвежский школьник. В 1923 году Рольф Видероэ придумал устройство, разгоняющее частицы с помощью электрического поля. Впрочем, воплотить проект "в железе" не удалось из-за эффектов, не учтённых юным исследователем.

Первые действующие ускорители появились в начале 1930-х годов. Началась гонка за энергиями. Учёные жаждали разгонять частицы как можно сильнее и заставлять их сталкиваться сначала с неподвижными мишенями, а потом и друг с другом. В этих столкновениях рождались новые, ещё не известные науке частицы. Так ковалась современная физика.

Инженерный гений, подталкиваемый ненасытной жаждой познания, создавал причудливых технических исполинов. Например, для ускорителя в Институте ядерной физики в Гатчине был отлит постоянный магнит с диаметром полюса 6,5 метра!

Сейчас в мире действует примерно десяток больших ускорителей. Есть они, например, в Институте физики высоких энергий в Протвино и в Объединённом институте ядерных исследований в Дубне, где таблицу Менделеева постоянно . Но, конечно, ничто не сравнится с королём королей – Большим адронным коллайдером.

Протоны, ускоряемые электромагнитным полем, несутся навстречу друг другу в туннеле длиной 27 километров. Энергия частиц достигает 13 тераэлектронвольт. Таких ускорителей в истории физики ещё не бывало. Именно такая энергия позволила открыть знаменитый – квант поля, придающего элементарным частицам массу.

На счету ускорителя и – частиц, состоящих из пяти кварков, а не из трёх, как протон или нейтрон. Не говоря о таких мелочах, как , когда-либо достигнутая в эксперименте, и прочих побочных рекордах.

Но, кроме энергии протонов, исследователям важны и другие параметры. В конце концов, мало радости, если старательно ускоренные протоны все как один пролетят мимо друг друга, не столкнувшись.

Между прочим, большинство протонов именно так и делает. Лишь очень малая часть разогнанных частиц встречает "партнёра", чтобы столкнуться с ним лоб в лоб, и, породив новые частицы, порадовать учёных интересной физикой.

Чтобы столкновения происходили чаще, нужно уменьшать диаметр пучка. И в уходящем году на БАК для этого внедрили новую систему. Результаты, как говорится, налицо: как сообщается в релизе , в 2016 году экспериментаторы получали 40 столкновений на 100 миллиардов частиц, а в 2017 году – 60.

Количество столкновений частиц в секунду на квадратный сантиметр поперечного сечения туннеля называется светимостью ускорителя. В этом году её удалось поднять до 2,06 x 10 34 см -2 с -1 , что вдвое выше проектного значения.

Если умножить светимость на время работы ускорителя, получится так называемая интегральная светимость. Можно посчитать её за год, за один эксперимент или за всё время жизни установки.

Это очень удобная величина, чтобы подводить итоги. Она учитывает всё: и сколько экспериментов было проведено за год, и какая светимость наблюдалась в каждом из них. Вопрос, по гамбургскому счёту, прост: достигнута ли плановая интегральная светимость на 2017 год? Как явствует из графика, достигнута и даже превышена. Ура.

График роста интегральной светимости в 2017 году.

На графике представлен рост интегральной светимости коллайдера в 2017 году. Видно, что он достиг 50 обратных фемтобарн, то есть в совокупности на каждый квадратный сантиметр сечения туннеля в этом году пришлось 5 x 10 40 столкновений.

Почему эта величина так важна? Потому что самые интересные события – те, что происходят редко. Насколько они маловероятны, удобно судить по параметру, который специалисты называют сечением события. Например, рождение бозона Хиггса имеет сечение 2 x 10 35 см 2 . Разделив интегральную светимость на это число, получаем, что частица, за открытие которой в 2013 году , в 2017 году родилась 250 тысяч раз.

А в планах у ненасытных физиков очередное улучшение установки. После маленького апгрейда в конце этого года коллайдер проработает до середины 2018 года, а потом остановится на полтора года. За это время энергию частиц планируется поднять до 14 тераэлектронвольт, а светимость увеличить в два раза по сравнению с проектной.

Но и это не предел. В 2022 году стартует новый проект – HL-LHC . За два года работ планируется поднять светимость в 5–7, а возможно, и в 10 раз по сравнению с номинальной. И тогда очень редкие события перестанут быть такими уж редкими.

Какие открытия нам преподнесёт обновлённый коллайдер? Может быть, ? Или , о которой мечтает уже несколько поколений теоретиков? Никто не знает. Человечество ждёт новостей.

Одно из первых столкновений 2017 года в детекторе ATLAS

23 мая в Большом адронном коллайдере прошли первые в 2017 году столкновения протонов в рамках научной программы коллайдера. Завершена калибровка детекторов и тысяч подсистем крупнейшего ускорителя в мире после зимнего перерыва. Ожидается, что в следующие шесть месяцев коллайдер удвоит объем статистики столкновений при энергии 13 тераэлектронвольт. Об этом сообщает пресс-релиз CERN.

Каждую зиму коллайдер прерывает свою работу для обновления и ремонта систем ускорителя и детекторов. Несколько недель уходит у инженеров на последующий запуск БАК. Так, в этом году первые протонные пучки появились в ускорителе 29 апреля - инженеры проверили работоспособность радиочастотных резонаторов, ответственных за ускорение частиц и постепенно подняли кинетическую энергию частиц до требуемых 6,5 тераэлектронвольт (в 6,5 тысяч раз больше, чем энергия покоя протона). Физики настроили магниты и коллиматоры, корректирующие форму и траекторию пучка и обеспечивающие столкновения между встречными пучками.

С 10 мая начались столкновения в точках пересечения пучков - основных детекторах БАК: ATLAS, LHCb, CMS и ALICE. Главная задача предварительных столкновений - проверка управляемости пучков и тестирование систем детекторов, в частности, корректировка положения точки, в которой пучки сталкиваются. Во время предварительных столкновений используются пучки, состоящие из небольшого количества сгустков (около десяти против более двух тысяч) и гораздо меньшего количества протонов, чем во время сбора научных данных.

Сейчас интенсивность пучков также невелика. Постепенно физики будут наращивать количество протонов в сгустках и делать сгустки плотнее - это ускорит темпы столкновений протонов и сбора статистики. В 2016 году ученые набрали интегральную светимость около 40 обратных фемтобарн - эта величина, согласно пресс-релизу организации, соответствует 6,5 миллионам миллиардов столкновений протонов. По плану на 2017 год ожидается интегральная светимость установки по меньшей мере в 45 обратных фемтобарн. Для сравнения, в 2015 году коллайдер обеспечил интегральную светимость около 4,2 обратных фемтобарн, а за 2012 год Run 1 - 23 обратных фемтобарн.

Одно из первых столкновений в детекторе CMS

В отличие от 2015 и 2016 года, в конце нового сезона работы ускорителя не будет сеанса столкновений с ионами свинца для генерации кварк-глюонной плазмы. Это состояние вещества, моделирующее первые минуты жизни Вселенной. Вместо этого детектор ALICE продолжит обработку данных прошлых лет и будет собирать информацию о протон-протонных столкновениях. Недавно физики о том, что несмотря на небольшую массу протонов, в их столкновениях тоже может образовываться кварк-глюонная плазма.

CMS и ATLAS продолжат исследования свойств бозона Хиггса, открытого в 2012 году. Эксперименты определят параметры рождения и каналов распада частицы, а также то, как она взаимодействует с другими частицами. Кроме того, вместе с экспериментом LHCb (наше интервью с руководителями коллаборации можно прочесть ), физики продолжат анализировать редкие и экзотические процессы в поисках следов Новой физики.

Увеличив объем статистики ученые смогут узнать природу необычных пиков высокоэнергетических событий, которые могут указывать на новые, еще не открытые частицы. К примеру, недавно ATLAS об избытке рождения пар бозон Хиггса-бозон слабого взаимодействия с суммарной энергией три тераэлектронвольта. Статистическая значимость события невелика - не превышает 3,3 сигма, но если его источником окажется реальная частица, то ее масса будет в десятки раз больше, чем у любой из известных элементарных частиц.

Владимир Королёв

С момента раскрытия информации о целях строительства, устройстве и схеме действия адронного коллайдера появлялась масса догадок о последствиях, к которым могут привести подобные исследования. Запуск коллайдера был точкой во времени, которая могла бы разделить историю на «до» и «после». Предугадать, как повела бы себя материя в неестественных для земных условий обстоятельствах, не могли даже светлейшие умы. Массу невероятных теорий и догадок породил большой адронный коллайдер, последние новости о котором можно найти в этом разделе.

Портал в другие миры

Один из успешных запусков коллайдера дал неожиданный результат, открыв портал в другой мир. В процессе столкновения частиц в небе над местом проведения эксперимента образовались облака необычного пунцового цвета, начался вихрь, напоминающий портал. Адронный коллайдер проектировался для контролируемого образования уменьшенных версий черных дыр путем столкновения протонов и ионов. Добились ли ученые своей цели или «портал» был всего лишь совпадением, доподлинно неизвестно.

Известно, что в ближайшем будущем появится адронный коллайдер в России , мощность которого в 100 раз будет превышать возможности первого проекта. Предварительные фото коллайдера, возводимого в РФ, потрясают своим масштабом. Сложно предугадать, к каким последствиям приведут опыты на новом БАК. Всем, кто интересуется исследованиями в области физики, рекомендуем посмотреть видео коллайдера в действии.