Столкновения частиц на мировых рекордных уровнях энергии

Пучки протонов снова вращаются вокруг 27-километрового кольца коллайдера, отмечая конец многолетнего перерыва в работах по модернизации.

в 2022 году, ЦЕРН LHC перезапускается после более чем трехлетнего обслуживания и обновлений, известных как Long Shutdown 2 (LS2). После перезапуска мощность поднимется до мировых рекордов, поскольку ЦЕРН начинает использовать LHC Run 3 для физических исследований. Далее, Четвертого июля будет отмечаться #Higgs10, 10-я годовщина открытия бозона Хиггса.

Большой адронный коллайдер (БАК), крупнейший и самый мощный в мире ускоритель частиц, перезапустился после более чем трехлетнего перерыва на техническое обслуживание, интеграцию и модернизацию. Сегодня, 22 апреля 2022 года, в 12:16 по центральноевропейскому времени два пучка протонов циркулируют в противоположных направлениях по 27-километровому кольцу Большого адронного коллайдера с энергией инжекции 450 миллиардов электронвольт (450 гигаэлектронвольт). ).

Эти пучки вращаются с энергией инжекции и содержат относительно небольшое количество протонов. «До высокоинтенсивных и энергоемких столкновений осталось два месяца», — говорит глава отдела пучков ЦЕРН Родри Джонс. «Но первые пакеты представляют собой успешный перезапуск ускорителя после всей тяжелой работы долгого отключения».

Туннель LHC в точке 1. Фото: ЦЕРН.

«Во время второй продолжительной остановки ускорительного комплекса ЦЕРН оборудование и оборудование подверглись значительной модернизации, — говорит Майк Ламонт, директор по ускорителям и технологиям ЦЕРН. «Сам LHC прошел обширную программу термоядерного синтеза и теперь будет работать на более высокой мощности и, благодаря значительным улучшениям в инжекторном комплексе, предоставит значительно больше данных для модернизированных экспериментов на LHC».

Экспериментальные пучки циркулировали на БАК в течение короткого периода в октябре 2021 года. Однако циркулирующие сегодня пучки знаменуют собой не только конец второго длительного простоя Большого адронного коллайдера, но и начало подготовки к четырем годам сбора физических данных, который, как ожидается, начнется этим летом.

До тех пор специалисты LHC будут круглосуточно работать над постепенным перезапуском машины и безопасным увеличением энергии и плотности пучков, прежде чем доставить в эксперименты столкновения с рекордной энергией в 13,6 триллиона электронвольт (13,6 электронвольта).

В этом третьем запуске LHC, названном Run 3, машинные эксперименты будут собирать данные о столкновениях не только с рекордной энергией, но и с беспрецедентными числами. Как эксперименты ATLAS, так и эксперименты CMS могут ожидать получения большего количества столкновений во время выполнения физики, чем в двух предыдущих экспериментах физики вместе, в то время как LHCb, который прошел полную регенерацию во время отключения, может надеяться утроить количество столкновений. Между тем, ALICE, детектор, предназначенный для изучения столкновений тяжелых ионов, может ожидать пятидесятикратного увеличения общего числа зарегистрированных столкновений ионов благодаря недавнему завершению серьезной модернизации.

Беспрецедентное количество столкновений позволит международным группам физиков в ЦЕРН и во всем мире детально изучить бозон Хиггса и подвергнуть Стандартную модель физики элементарных частиц и ее различные расширения самым строгим испытаниям.

Другие вещи, которых стоит ожидать в Play 3, включают запуск двух новых возможностей, Быстрее И [email protected], предназначенный для поиска физики за пределами Стандартной модели; Специальные столкновения протона и гелия стандартный Сколько изотопов протонов образуется из антивещества при этих столкновениях; и столкновения с участием ионов кислорода, которые улучшат знания физиков. физика космических лучей и Кварк-глюонная плазмасостояние вещества, существовавшее вскоре после большой взрыв.