Большой адронный коллайдер (БАК) поставил новый рекорд светимости — «плотности» пучка протонов, сообщает РИА «Новости» со ссылкой на официальный микроблог коллаборации CMS, одного из экспериментов на БАКе. Достижение позволит физикам быстрее набирать данные и получать новую информацию об устройстве микромира.
Накануне вечером светимость коллайдера — количество частиц в пучке, пролетающих за секунду через единицу площади — достигла 1,2 на 10 в 33-й степени протонов за секунду на квадратный сантиметр. Таким образом коллайдеру остался лишь один порядок, чтобы добраться до проектной светимости — 10 в 34 степени протонов за секунду на квадратный сантиметр. При этом в каждом из двух пучков, циркулирующих в коллайдере, содержится 1092 «банча» — сгустка частиц (проектное число банчей — 2808).
В конце апреля БАК добрался до светимости 4,67 на 10 в 32-й степени и превзошел установленный в 2010 году рекорд протон-антипротонного коллайдера Теватрон, работающего в Национальной лаборатории имени Ферми (штат Иллинойс, США) — 4,024 на 10 в 32-й степени протонов за секунду на квадратный сантиметр.
В коллайдерах (или «ускорителях элементарных частиц на встречных пучках») частицы сталкиваются не с фиксированной мишенью, а с летящими им навстречу другими частицами. Чем выше светимость пучка в коллайдере, тем выше вероятность столкновений. Именно фиксация результатов столкновений позволяет ученым делать выводы о свойствах элементарных частиц и находить следы новых, еще не открытых частиц.
Чем больше столкновений, тем выше вероятность рождения новых частиц, например, отвечающего за массы всех элементарных частиц бозона Хиггса — последнего недостающего звена современной физической теории, Стандартной модели. Поиск бозона Хиггса является главной задачей Большого адронного коллайдера.
Нынешний сеанс работы коллайдера, запущенного в конце февраля после рождественской технической остановки, продолжится до конца 2012 года. Это даст экспериментаторам собрать достаточно данных, чтобы исследовать весь диапазон энергий, доступный при энергиях 3,5 тераэлектронвольта на пучок.
К концу этого периода физики смогут уже достаточно уверенно сказать, что бозон Хиггса не существует, или же, напротив, впервые заметить признаки его существования. Чтобы с достаточной степенью достоверности убедиться, что частица действительно открыта, ученым нужно будет поднять энергию пучков до проектного уровня — до 7 тераэлектронвольт. На эту энергию ускоритель будет выведен после технической остановки в 2013 году.
К тому моменту его единственный серьезный конкурент, Теватрон, будет уже давно остановлен. Власти США из-за нехватки средств отказались продлить работу Теватрона, и ускоритель будет закрыт в октябре 2011 года.
Однако физики, работающие на нем, все еще надеются опередить европейских конкурентов в гонке за бозоном Хиггса. За годы работы на ускорителе было накоплено большое количество данных, которые БАКу еще предстоит собрать. После остановки Теватрона физики еще в течение двух-трех лет будут анализировать собранные данные и, возможно, смогут «закрыть» бозон Хиггса, либо обнаружить признаки его существования.