БАК (LHC): колоссальная энергия или неминуемая гибель?
Большой адронный коллайдер (англ. Large Hadron Collider, LHC; сокр. БАК)– это уникальнейший из всех созданных человеком физических приборов. БАК представляет собой ускоритель заряженных частиц (адронов) на встречных пучках. Он создан для разгона протонов и тяжелых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов, полученных в результате их столкновений. Коллайдер построен в CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire - научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований) и расположен на территории Швейцарии и Франции. На данный момент это самая крупная экспериментальная установка в мире (длина основного кольца БАКа составляет 26 659 м!).
Проект LHC появился в 1984 году. Был одобрен десять лет спустя. 2001 – год начала строительства Большого адронного коллайдера (как раз после создания Большого электрон-позитронного коллайдера). Новый ускоритель располагается в том же подземном туннеле (длина его окружности составляет 26,7 км), где и Большой электрон-позитронный коллайдер. Туннель находится в 50-175 метрах от поверхности земли, а его кольцо наклонено на 1,4 %. При проведении столкновений частиц удерживанием и корректированием протонных пучков займутся 1624 сверхпроводящих магнита с суммарной длиной 22 км! Магниты функционируют при температуре 1,9 К (-271° С). Для охлаждения магнитов создана специальная криогенная линия (гелиевая система охлаждения).
БАК был впервые запущен 10 сентября 2008 года, в 12:24:30 по московскому времени. Запущенный по часовой стрелке пучок протонов успешно прошел весь периметр LHC, а в 17:02 по московскому времени он успешно проделал тот же путь, но против часовой стрелки. К сожалению, 19 сентября, в 14:05 по московскому времени ускоритель пришлось остановить из-за аварии, произошедшей во время тестов магнитной системы сектора 3-4. По одной из версий, под воздействием возникшей из-за увеличения силы тока электрической дуги расплавился один из электрических контактов между сверхпроводящими магнитами. Электрическая дуга пробила изоляцию гелиевой системы охлаждения. Как следствие – выброс почти 6 тонн жидкого гелия в туннель и резкий рост температуры.
16 октября этого года, после ремонтных работ, было завершено охлаждение всех восьми секторов ускорителя до отметки в 1,9 К.
При удачном ходе экспериментов по столкновению адронов Большой адронный коллайдер станет самым высокоэнергичным ускорителем элементарных частиц в мире! Он со значительным отрывом обойдет в этом состязании своих главных соперников – релятивистский коллайдер тяжелых ионов RHIC (Брукхейвенская лаборатория, США) и протон-антипротонный коллайдер Тэватрон (Национальная ускорительная лаборатория им. Энрико Ферми, США). Однако многие утверждают, что запуск LHC на полную мощность приведет к сильнейшей катастрофе... Время покажет, кто был прав.
Большой адронный коллайдер (англ. Large Hadron Collider, LHC; сокр. БАК) расположен под землей, на территории Франции и Швейцарии. На данный момент это самая крупная экспериментальная установка в мире (длина основного кольца БАКа составляет 26 659 м!), построенная в научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований (CERN).
Туннель с коллайдером находится в 50-175 метрах от поверхности земли, а его кольцо наклонено на 1,4 %. При проведении столкновений частиц удерживанием и корректированием протонных пучков займутся 1624 сверхпроводящих магнита с суммарной длиной 22 км! Магниты функционируют при температуре 1,9 К (-271° С). Для охлаждения магнитов создана специальная криогенная линия (гелиевая система охлаждения).
В проекте CERN принимают участие многие страны, и Россия в том числе. Русские ученые вносят свой вклад в создание всех детекторов, которые будут функционировать в ускорителе.
Их всего шесть:
- четыре основных:
- ALICE (A Large Ion Collider Experiment)
- ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS)
- CMS (Compact Muon Solenoid)
- LHCb (The Large Hadron Collider beauty experiment)
- и два вспомогательных:
- TOTEM (TOTal Elastic and diffractive cross section Measurement)
- LHCf (The Large Hadron Collider forward)
Первые четыре детектора расположены непосредственно вокруг точек столкновения пучков. А вспомогательные удалены на несколько десятков метров от точек столкновения, занимаемых детекторами CMS и ATLAS соответственно. Их использование будет производиться одновременно с основными, большими детекторами.
Каждый детектор выполняет строго определенную функцию. ALICE необходим для изучения кварк-глюонной плазмы в столкновениях тяжелых ионов свинца. ATLAS и CMS предназначены для обнаружения бозона Хиггса и «нестандартной физики» (темной материи). LHCb – это исследователь физики b-кварков (полученная с помощью этого детектора информация позволит найти различия между материей и антиматерией). TOTEM предназначен для исследования рассеяния частиц на малые углы, образующиеся при близком пролете без столкновения (несталкивающиеся частицы), благодаря этому ученые надеются узнать более точный размер протонов. LHCf займется изучением космических лучей, которые моделируются при помощи несталкивающихся частиц.
