Большой адронный коллайдер — узнай главное на ПостНауке
Точные науки
физика
Видео
физика элементарных частиц
Журнал
бозон Хиггса
элементарная частица
коллайдер
Стандартная модель
Дмитрий Казаков
кварк
FAQ
Журнал
темная материя
ПостНаука
суперсимметрия
протон
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Видео Эксперимент ATLAS
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Игры
Разгони частицу
ИГРАТЬДобавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Журнал Как работает коллайдер?
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
tv Ускорители частиц / Игорь Мешков в Рубке ПостНауки
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
talks Денис Деркач: «Туннель для нового коллайдера прокопают вокруг всей Женевы»
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
От редакции 8 детекторов Большого адронного коллайдера
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Аннигиляция материи с антиматерией
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Видео
Частица — бозон Хиггса
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Видео
Что такое темная материя?
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Игры
От кварка до вимпа: что вы знаете о структуре материи?
ИГРАТЬДобавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
От редакции От циклотрона Лоуренса до БАК: самые известные ускорители
Работу Большого адронного коллайдера остановили с целью экономии энергии
, Обновлено 29 ноября 11:50
1 мин
.
..
ЦЕРН будет осуществлять меры, которые значительно снизят потребление энергии организацией в 2022 и 2023 гг.
Источник: CERN
Женева, 28 ноя – ИА Neftegaz.RU. Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН) остановила работу Большого адронного коллайдера (БАК) за 2 недели до первоначально запланированной даты с целью экономии энергии из-за риска ее нехватки.
Досрочная остановка коллайдера была согласована с поставщиком электроэнергии – французской компанией Electricite de France.
Тезисы ЦЕРН:
- в свете глобального кризиса с энергоснабжением и ростом цен, а также в рамках своей социальной ответственности ЦЕРН будет осуществлять меры, которые значительно снизят потребление энергии организацией в 2022 и 2023 гг.
; - в частности, ЦЕРН:
- стала отключать уличное освещение по ночам,
- отсрочила на 1 неделю запуск отопления,
- намерена «оптимизировать» его в течение всего зимнего сезона.
;Ранее ЦЕРН сообщила:
- техническое отключение на конец 2022 г. (YETS) начнется 28 ноября, т.е. на 2 недели раньше, чем планировалось изначально;
- в 2023 г. эксплуатация ускорительного комплекса сократится на 20%.
The Wall Street Journal писала, что в пиковые часы ЦЕРН потребляет около 1/3 объема энергии, необходимой для обеспечения Женевы, рядом с которой он расположен.
В ЦЕРН допускали, что могут остановить работу Большого адронного коллайдера в случае необходимости.
ЦЕРН – крупнейшая в мире лабораториея физики высоких энергий.
Большой адронный коллайдер создан Европейской организацией ядерных исследований при участии физиков из многих стран, в т.
Это кольцевой туннель, в котором установлен ускоритель заряженных частиц.
Он находится на 100-метровой глубине под границей Франции и Швейцарии.
Проект обошелся более чем в 4,4 млрд долл. США.
Кроме коллайдера в ЦЕРН располагаются еще 5 ускорителей частиц.
С помощью БАК удалось сделать одно из важнейших открытий современной физики — доказать существование бозона Хиггса, элементарной частицы, отвечающей за существование массы у других частиц.
В 2013 г. БАК останавливали для модернизации, но запустить удалось лишь через 2 года, в 2015 г.
Автор: А. Игнатьева
Источник : Neftegaz.RU
#большой адронный коллайдер #электроэнергия #энергокризис
Суперколлайдер, которого никогда не было
Если бы все шло по плану, гигантский американский проект в области физики высоких энергий уже нашел бы частицу Хиггса, уверенно выиграв конкуренцию со своим европейским конкурентом.
Сверхпроводящий суперколлайдер (SSC), который украсил бы холмистые прерии Техаса, мог бы похвастаться энергией в 20 раз большей, чем у любого из когда-либо построенных ускорителей, и, возможно, открыл бы все сюрпризы, лежащие за пределами бозона бозона Хиггса, что позволило бы США сохранить господство в области высоких скоростей. энергетическая физика. За исключением того, что история развивалась не по сценарию. Двадцать лет назад, 21 октября 19 г.В 93 году Конгресс официально закрыл проект, оставив после себя более чем пустой туннель в техасской земле.
С тех пор слава физики элементарных частиц переместилась в Европу. В прошлом году Большой адронный коллайдер (БАК) в лаборатории CERN в Женеве, Швейцария, обнаружил бозон Хиггса, крупнейшее событие в физике за последнее поколение, и, в довершение ко всему, объявил об этом национальным праздником США: Четвертым июля. .
Что пошло не так с SSC в стране, которой тогда обычно восхищались за ее решимость? Какие уроки были извлечены для применения в будущих усилиях? И какое влияние на физику США оказало то, что центр внимания переместился в Европу?
Что случилось?
Хотя ни одна причина не объясняет отмену, выделяются несколько ключевых аспектов проекта.
По словам Джона Ганиона из Калифорнийского университета в Дэвисе, эта конструкция имела только одну десятую светимости луча БАК, но из-за более высокой энергии она произвела примерно половину бозона Хиггса, наблюдаемого в ЦЕРН. и с более высокой энергией, необходимой для обнаружения того, что лежит за пределами энергии Хиггса, например суперсимметричных составляющих или темной материи.На момент отмены SSC было завершено около 20 процентов, в частности, было пробурено два десятка километров туннеля с 17 подходными стволами и возведено 18 600 квадратных метров зданий. Уже было потрачено более 2 миллиардов долларов, в основном Министерством энергетики, а также 400 миллионов долларов штатом Техас.
В конце проекта на объекте или в Далласе уже работало 2000 человек, около 200 из которых были учеными, а также контингент российских физиков, нанятых после окончания холодной войны. Еще 13 000 рабочих мест, связанных с проектом, так и не были реализованы. Около половины ученых SSC ушли из области физики, по данным 1994 опроса журнала Science , некоторые из них стали аналитиками в финансовой индустрии.
Многие понесли убытки на домах, проданных на рынке внезапного покупателя.
С завышенным бюджетом SSC находился в шатком положении как минимум год, прежде чем его отключили. Дизайн начался в 1983 году, а затем пред. Научный советник Рональда Рейгана сказал комитету по дизайну быть «смелым и жадным». Рейган одобрил проект в 1987 году, поощряя физиков «бросить глубже». (Ранние названия коллайдера включали «Ускоритель Рональда Рейгана», «Дезертрон» (поскольку он был настолько большим, что его можно было построить только на юго-западе США) и даже «Гиппертрон».)
Первоначально оцениваемая в 4,4 миллиарда долларов, Палата представителей США проголосовала за прекращение проекта летом 1992 года, когда затраты выросли до 8,25 миллиарда долларов, но Сенат спас его, хотя сокращение на 100 миллионов долларов ниже запрошенных средств поставило проект еще больше отстает от графика, что еще больше увеличивает его стоимость. К осени 1993 года сметная стоимость возросла как минимум до 11 миллиардов долларов (что эквивалентно 18 миллиардам долларов на сегодняшний день), отчасти потому, что административные накладные расходы оказались больше, чем ожидалось, а уточненные расчеты ожидаемых потерь луча привели к изменению конструкции магнита.
(В кольце их должно было быть около 10 000.) Увеличение стоимости последнего, около 2 миллиардов долларов, можно было бы избежать, приняв кольцо меньшего размера и, как следствие, более низкую энергию, но эта идея была отвергнута высшим научным и академическим руководством.
Но не все затраты на проект были включены в первоначальные оценки, согласно отчету Министерства энергетики, подготовленному через четыре года после того, как топор опустился. Около 500 миллионов долларов на детекторы, 400 миллионов долларов на операции, необходимые для завершения строительства лаборатории, 60 миллионов долларов на покупку земли и 118 миллионов долларов на управление проектом Министерства энергетики были исключены из сметы затрат. Согласно отчету, решающее значение для проектов такого размера имеет то, что система учета стоимости проекта и планирования так и не была полностью внедрена, что скрывает значительный перерасход средств.
«Министерство энергетики искало новый уровень управления проектом, когда они приступили к созданию суперколлайдера», — говорит Майкл Риордан, историк науки, который является ведущим автором предстоящей книги Tunnel Visions: The Rise and Fall of the Superconducting Super Collider .
. «Они не верили, что смогут получить это от сообщества физиков высоких энергий, и я думаю, что они были в этом частично правы».
Иностранные средства, которые так и не поступили
Всегда ожидалось, что 2,6 миллиарда долларов в виде средств от иностранных правительств и штата, в котором находится акселератор, дополнят доллары Министерства энергетики. Хотя Техас обещал 9 долларов00 миллионов долларов и предоставить 400 миллионов долларов до отмены проекта, ни одна из семи стран, на которые рассчитывали чиновники Министерства энергетики, не предоставила денег, за исключением обещания Индии на 50 миллионов долларов.
С самого начала казалось, что чиновники не согласны с целями проекта. Риордан писал, что на пресс-конференции 1987 года, на следующий день после того, как Рейган дал добро, «министр энергетики Джон Херрингтон сказал репортерам, что SSC будет «американским проектом [с] американским руководством», но в то же время Министерство энергетики также намеревалось ‘стремиться получить финансирование от других стран с максимальным разделением затрат’».
Такая националистическая риторика подавила энтузиазм Канады, Европы и Японии, когда Министерство энергетики приступило к поиску финансовых обязательств.
В Европе поддержание успеха в лаборатории ЦЕРНа было приоритетом после открытия в 1983 году бозонов W и Z, ответственных за слабые взаимодействия, и было бы мало смысла сотрудничать в создании машины большего размера, чем Большой адронный коллайдер, который они тогда рассматривали. Несмотря на распад Советского Союза в 1991 году, внимание и средства России были направлены на другие цели; Окончание холодной войны также изменило отношение в США, снизив акцент на крупных научно-технических проектах, демонстрирующих национальную мощь. SSC также конкурировал за финансирование с развитием Международной космической станции, включая Космический центр Джонсона и другие операции НАСА в Техасе.
Это сделало Японию главной целью для иностранного финансирования. Делегации начали посещать Японию еще в 1984 году, но им часто мешала напряженность из-за проникновения Токио на автомобильный рынок США, равно как и требования США к Японии установить квоты на импорт американских автозапчастей.
К 1991 г. прес. Популярность Джорджа Буша-старшего падала, и японцы не были убеждены в приверженности США SSC. Акселератор должен был занять видное место в Японии и США. в честь 50-летия 19 декабря.41 нападение на Перл-Харбор, но поездка Буша в Японию была отложена из-за роста торговой напряженности. Поскольку тон отношений менялся, переговоры на высоком уровне по SSC ни к чему не привели, а визит Буша в Японию в начале 1992 года, когда японцы ожидали, что президент США напрямую попросит премьер-министра Киити Миядзаву о финансировании SSC, закончился тем, что Буш неудачное и смущающее отрыгивание на Миядзаву. Отметив, что переизбрание Буша выглядит все более маловероятным, Япония отложила решение по SSC. И несмотря на то, что Билл Клинтон и его администрация выражали ему поддержку в качестве кандидата в президенты, он никогда особо не поддерживал проект.
Что США должны были сделать по-другому? Бертон Рихтер, лауреат Нобелевской премии, который в то время был директором Стэнфордского центра линейных ускорителей (теперь известного как Национальная ускорительная лаборатория SLAC) в Калифорнии, говорит: «Было очень серьезной ошибкой искать финансирование только после того, как были определены проектные параметры проекта.
».
Были также распри между подобластями физики США, поскольку физики конденсированных сред были особенно обеспокоены тем, что SSC истощит финансирование из других специальностей. Многие физики потратили не менее года на то, чтобы горевать и вымещать свое разочарование и гнев на публике, особенно в Physics Today , американский журнал, посвященный освещению этой области. Когда SSC наконец отменили, покойный Растам Рой, профессор материаловедения Пенсильванского государственного университета, выразил свою радость газете New York Times. «Это возмездие за физику высоких энергий давно назрело». — сказал Рой. «В Соединенных Штатах существует острый переизбыток ученых», и, по его словам, исправить это является обязанностью системы образования.
Рихтер, ныне почетный директор SLAC, считает, что неприязнь между разделами физики улеглась, и что ученые усвоили ценный урок: «Как только проект одобрен, заткнись».
Отсутствие воли
С отменой SSC проиграла не только физика.
Была огромная поддержка со стороны штата Техас и местного сообщества, и их энтузиазм сошёл на нет. Некоторые потеряли права на землю, которые пошли на строительство туннеля, и десятки домов были перемещены для строительства, но не было той горечи, которую можно было бы ожидать сегодня. «Местные жители чувствовали большую поддержку, — говорит Рой Швиттерс, профессор физики Техасского университета в Остине, который был директором SSC в течение последних пяти (и наиболее значительных) лет его существования, — даже те, кто потерял их дома. Им понравилась идея о том, что страна делает сверхъестественные вещи», — добавил он. Местные школы приветствовали коллайдер, а ученые лаборатории установили в классах мониторы космических лучей, чтобы преподавать основы науки о элементарных частицах (с планами позже продемонстрировать, что от ускорителя не исходило вредное излучение). «Я думаю, что это была трагедия для страны и, конечно же, для физики высоких энергий», — говорит Швиттерс. «Это почти устранило возможность — видение — что вы можете создавать действительно новые крупные проекты, когда научное сообщество их поддерживает и поддерживает».
Некоторые видят в кончине SSC еще большую картину. «Можно винить многих, — говорит Николас Самиос, бывший директор Брукхейвенской национальной лаборатории, — но это было явное отсутствие воли. У нас всегда дела получались. Это превратило общество стремящихся к цели в консервативное, безопасное и безрисковое общество», — сокрушается Самиос. «Мы больше не сделаны из правильных материалов».
Сегодня в зданиях SSC находится химический производитель Waxahachie Magnablend. Подъездные колодцы были засыпаны, а остатки туннеля собирают дождевую воду. Среди бесконечных проблем с бюджетом Конгресс порхает с крупными научными проектами, такими как космический телескоп Джеймса Уэбба, отменяя, а затем отменяя их по мере увеличения затрат и сроков завершения — сценарии, до боли знакомые трагическому пути SSC. Европейский ЦЕРН был в центре внимания Нобелевской премии по физике 2013 года Питеру Хиггсу и Франсуа Энглерту, и именно Япония, а не США, говорит о размещении Международного линейного коллайдера.
Несмотря на опасения в то время, SSC никоим образом не предвещал конец американской физики элементарных частиц. (В 1993 г. Отделение физики пучков составляло 3,4% членов Американского физического общества, в этом году — 2,3%, т. е. на 361 члена меньше.) Перед физикой стоит множество новых вопросов, таких как природа темной энергии, идентичность темной материи и тонкие свойства нейтрино, не всем из которых можно ответить с помощью все более мощных ускорителей. Но другие могут, такие как точные свойства бозона Хиггса и вечно дразнящая возможность суперсимметрии. Нынешняя конструкция LHC устанавливает жесткий энергетический предел в 16 ТэВ (8 ТэВ в каждом пучке), и никакая физика выше этого порога не может появиться, независимо от того, насколько высока интенсивность его пучка. SSC пробил бы больший вес.
Тем не менее, Риордан считает, что США совершили ошибку, достигнув такой высокой энергии на SSC, когда более низкая энергия могла бы открыть частицу Хиггса, как подтвердил недавний опыт.
«Сообщество физиков высоких энергий настаивало на максимально возможной машине, настолько большой, что у них не было навыков для управления ею», — говорит он. «Американские физики хотели обойти европейцев и восстановить свое лидерство в физике высоких энергий, что было политической причиной, а не физической».
Многие считают, что физика ускорителей по-прежнему играет важную роль, например, с линейным коллайдером, который по необходимости станет всемирной инициативой. «Я не верю, что мы сможем добиться значительного прогресса, не отодвинув при этом границы высоких энергий», — написал лауреат Нобелевской премии Стивен Вайнберг в эссе под названием «Кризис большой науки» в The New York Review of Books в прошлом году. «Поэтому в следующем десятилетии мы можем увидеть, как поиск законов природы замедлится до полной остановки, чтобы не возобновиться снова при нашей жизни».
SSC был грандиозным проектом, закончившимся провалом. Соединенным Штатам еще предстоит снова пройти по своим некогда выдающимся стопам; но, возможно, хуже того, он больше не смеет мечтать в цвете.
Каким бы ни было будущее физики высоких энергий в США и мире, громадный зверь, которым должен был стать сверхпроводящий суперколлайдер, не скоро будет забыт.
Большой адронный коллайдер: модернизация, которая может произвести революцию в физике
Опубликовано
комментариев
комментариев
Источник изображения, BBC News
Подпись к изображению,Сто метров под землей в центре БАК: мне показывают «величественный собор науки»
By Pallab Гош
Научный корреспондент
Глубоко под землей среди Альп ученые едва могут сдерживать свое волнение.
Они шепчутся об открытиях, которые коренным образом изменят наше представление о Вселенной.
«Я охотился за пятой силой с тех пор, как стал физиком элементарных частиц, — говорит доктор Сэм Харпер.
«Может быть, это год».
В течение последних 20 лет Сэм пытался найти доказательства существования пятой силы природы: гравитации, электромагнетизма и двух ядерных взаимодействий, о которых физики уже знают.
Он возлагает надежды на масштабную реконструкцию Большого адронного коллайдера. Это самый совершенный в мире ускоритель частиц — огромная машина, которая сталкивает атомы, чтобы разделить их на части и узнать, что у них внутри.
В результате трехлетнего обновления он был улучшен еще больше. Его инструменты более чувствительны, что позволяет исследователям изучать столкновение частиц внутри атомов в более высоком разрешении; его программное обеспечение было усовершенствовано, и теперь оно может принимать данные со скоростью 30 миллионов раз в секунду; и его лучи более узкие, что значительно увеличивает количество столкновений.
Все это означает, что сейчас у БАК есть все шансы обнаружить субатомные частицы, совершенно новые для науки. Есть надежда, что он сделает открытия, которые вызовут самую большую революцию в физике за сто лет.
Исследователи не только верят, что могут найти новую, пятую силу природы, но и надеются обнаружить доказательства существования невидимой субстанции, из которой состоит большая часть Вселенной, называемой Темной Материей.
На исследователей здесь оказывается большое давление. Многие ожидали, что БАК уже найдет доказательства существования новой области физики.
Источник изображения, BBC News
Подпись к изображению,Детектор Atlas состоит из 7000 тонн металла, кремния, электроники и проводки, тщательно и точно собранных вместе. Теперь он мощнее, чем когда-либо
БАК является частью Европейской организации ядерных исследований, известной как ЦЕРН, на швейцарско-французской границе, недалеко от Женевы. По мере приближения он кажется ничем не примечательным комплексом — кварталы офисных зданий и общежитий 1950-х годов, растянувшиеся на участке площадью две с половиной квадратных мили с ухоженными газонами и извилистыми дорогами, названными в честь почитаемых физиков.
Но 100 метров под землей, это храм науки. Я смог попасть в самое сердце БАК, к одному из гигантских детекторов, который сделал одно из величайших открытий нашего поколения, бозон Хиггса, субатомную частицу, без которой многие другие частицы, о которых мы знаем, не имели бы массы. . Детектор Atlas имеет длину 46 м и высоту 25 м. Это один из четырех инструментов БАК, которые анализируют частицы, созданные БАК.
Это 7000 тонн металла, кремния, электроники и проводки, тщательно и точно собранных вместе. Это вещь большой красоты. «Величество» — это слово, которое использует доктор Марселла Бона из Лондонского университета королевы Марии, одна из ученых, использующих детектор Atlas для своих экспериментов.
Я поражен видом, когда Марселла рассказывает мне об улучшениях детектора во время трехлетнего простоя БАК.
«Это будет в два-три раза лучше с точки зрения способности нашего эксперимента обнаруживать, собирать и анализировать данные», — говорит она мне. «Вся экспериментальная цепочка была модернизирована».
Среди лязга и стука инженеров, заканчивающих ремонт Атласа, мне трудно представить, что для обнаружения частиц, во много раз меньших атома, необходимо нечто столь крупное.
На БАК есть четыре таких детектора, каждый из которых проводит разные эксперименты. Именно в центре этих гигантских детекторов частицы, известные как протоны, которые находятся в ядрах атомов, сталкиваются друг с другом после ускорения, близкого к скорости света, по окружности кольца длиной 17 миль.
Столкновения создают еще более мелкие частицы, которые разлетаются в разные стороны. Их путь и энергия отслеживаются детекторными системами, и именно этот след сообщает ученым, что это за частица, подобно определению вида и характеристик животного по его следам.
Источник изображения, ЦЕРН
Подпись к изображению,В результате столкновений создаются частицы, которые разлетаются в разные стороны. След сообщает ученым, что это за частица.
Почти все более мелкие частицы, возникающие в результате столкновений, уже известны науке.
Физики ищут доказательства существования новых частиц, которые могут возникать в результате столкновений, но, как считается, рождаются крайне редко.
Именно эти неоткрытые частицы, по мнению физиков, содержат ключ к совершенно новому взгляду на Вселенную. Их открытие произвело бы самый большой сдвиг в физическом мышлении со времен теорий относительности Эйнштейна.
Инженеры потратили последние три года на модернизацию БАК, чтобы произвести больше столкновений за более короткий промежуток времени. Восстановленная машина имеет гораздо больше шансов создать и обнаружить редко создаваемые новые частицы. Большая часть этой работы была проведена под руководством доктора Родри Джонса, который радуется своему титулу «Head of Beams».
Я встречаюсь с Родри в зоне сборки магнитов Церна, которая напоминает огромный авиационный ангар. Здесь инженеры модернизируют 15-метровые цилиндрические магниты, которые изгибают пучки частиц вокруг ускорителя. Это точная работа, абсолютно без права на ошибку.
Источник изображения, BBC News
Подпись к изображению,Зона сборки магнитов БАК. Они были переработаны, чтобы сделать луч более узким и, таким образом, увеличить количество столкновений
Родри сказал мне, что его команда сделала лучи более узкими, так что больше частиц сжимается в меньшую площадь. Это значительно увеличивает вероятность того, что частицы врежутся друг в друга.
«Мы наблюдаем за очень редкими процессами, поэтому чем больше количество столкновений, тем выше шанс обнаружить, что происходит, и увидеть небольшие аномалии», — говорит он.
“Улучшение луча означает, что при всей физике, которую мы проделали с начала работы БАК, мы сможем получить такое же количество столкновений в следующие три года, как мы сделал за эти десять лет».
Еще одно большое улучшение коснулось сбора и обработки данных о столкновениях. В отремонтированном БАК данные собираются с каждого из четырех детекторов с невероятной скоростью — 30 миллионов раз в секунду.
Это, конечно, слишком много для человеческого разума, но любое отдельное столкновение может содержать решающее свидетельство существования одной из новых частиц, которые ищут ученые.
Программное обеспечение БАК было обновлено таким образом, что теперь он автоматически выполняет поиск по всем собранным данным и, используя новейшие технологии искусственного интеллекта, идентифицирует и сохраняет показания, которые могут представлять потенциальный интерес для анализа учеными.
Источник изображения, BBC News
Image caption,Инструменты БАК стали более чувствительными и теперь будут обеспечивать визуализацию столкновений в высоком разрешении, что позволит лучше обнаруживать новые частицы.
Текущая теория субатомной физики называется Стандартной моделью. Несмотря на то, что название у нее лишено воображения, эта теория блестяще объясняет, как субатомные частицы собираются вместе, чтобы создавать атомы, из которых состоит окружающий нас мир.
Стандартная модель также объясняет, как частицы взаимодействуют через силы природы, такие как электромагнетизм и ядерные силы, которые удерживают компоненты атомов вместе.
Но Стандартная Модель не может объяснить, как действует гравитация, и не может объяснить, как ведут себя невидимые части Вселенной, которые физики называют Темной Материей и Темной Энергией. Ученые знают, что эти невидимые частицы и силы существуют благодаря движению галактик в космосе, и вместе они составляют 95 процентов Вселенной. Но никому еще не удалось доказать их существование и определить, что они из себя представляют.
Источник изображения, ЦЕРН
Подпись к изображению,Программное обеспечение БАК было обновлено, чтобы он мог просеивать данные со скоростью 30 миллионов раз в секунду.
БАК был построен для обнаружения этих частиц, которые могли бы объяснить, как устроена большая часть космоса. Доктор Марселла Бона говорит мне, что теперь есть реальная надежда, что модернизация сделает это возможным.
«Это действительно захватывающее время», — сияет она. «Последние три года мы работали над обновлением оборудования. Теперь мы готовы».
Марселла загорелась страстью с того момента, как я ее встретил. Но ее энтузиазм возрастает, когда я спрашиваю ее, станет ли открытие частицы темной материи одним из величайших открытий в физике.
«Я бы сказала да, — смеется она, широко раскрыв глаза, — да, конечно, это было бы невероятно», — говорит она, позволяя себе на мгновение насладиться вполне реальной перспективой того, что это произойдет в ближайшие месяцы.
Источник изображения, проект Eagle/Durham University
Image caption,Это компьютерное моделирование показывает темную материю, раскинувшуюся по Вселенной. Исследователи БАК надеются найти его по-настоящему
Не менее взволнован доктор Сэм Харпер, ученый, который провел последние два десятилетия в поисках «пятой силы» природы. Он работает на другом из четырех детекторов БАК, называемом CMS, расположенном на другом конце комплекса ЦЕРН.
Результаты работы БАК перед его закрытием на реконструкцию и нескольких других ускорителей частиц по всему миру обнаружили дразнящие намеки на эту пятую силу. Но, по словам Сэма, благодаря дополнительной мощности БАК его научные поиски могут скоро завершиться.
И, как и у Марселлы, возбуждение в его голосе нарастает, когда он громко произносит то, что формально не может быть сказано в научных кругах, пока не будут получены твердые доказательства.
“Это перевернет поле с ног на голову. Это будет величайшее открытие БАК, величайшее открытие в физике элементарных частиц с тех пор, как…”
Сэм делает паузу, пытаясь подобрать слова.
“Он будет больше Хиггса”.
В конце этого года ЦЕРН будет отмечать десятую годовщину открытия бозона Хиггса. Но празднование привлекает внимание к тому факту, что финансируемый государством БАК стоимостью 3,6 миллиарда фунтов стерлингов и его ежегодными затратами в 1,1 миллиарда фунтов стерлингов с тех пор не делал по-настоящему больших открытий.
Многие надеялись, а некоторые ожидали, что самый мощный ускоритель частиц к настоящему времени обнаружит темную энергию, пятое взаимодействие или какую-то другую частицу, меняющую парадигму.
Многое зависит от результатов, которые исследователи получат в течение следующих нескольких лет, потому что вскоре ЦЕРН выдвинет предложения по еще большему адронному коллайдеру. Самый амбициозный план под названием Future Circular Collider (FCC) будет иметь кольцо окружностью 60 миль, которое пройдет под Женевским озером.
FCC может стоить около 20 миллиардов фунтов стерлингов. Нынешней машине предстоит еще по крайней мере десять лет и еще несколько обновлений, которые дадут ей еще больше возможностей для открытия частиц, которые навсегда изменят физику. Но научные руководители ЦЕРН скоро представят свои доводы в пользу следующего этапа экспериментов по физике элементарных частиц. Убедить правительства стран-членов взять на себя обязательство значительно увеличить финансирование будет сложнее, если последняя модернизация не найдет даже намёка на новые частицы в ближайшие два-три года.
Источник изображения, ЦЕРН
Подпись к изображению,Предлагаемый ЦЕРН круговой коллайдер будущего будет во много раз больше, чем БАК, и намного дороже.
Доктор Сэм Харпер признается, что чувствует себя “немного напуганным”, когда БАК приступает к следующей серии экспериментов.
“Мы отчаянно пытаемся собрать все воедино и очень усердно работаем, чтобы не упустить ни одной возможной новой физики. Потому что самое худшее в мире будет то, что новая физика есть, а мы ее не не найти.”
Но страх Сэма пересиливает сильное волнение по поводу того, что нас ждет в ближайшие несколько лет.
“Всех физиков элементарных частиц движет желание открыть неизвестное, и именно поэтому такие вещи, как пятая сила и темная материя, так интересны, потому что мы понятия не имеем, что это может быть и существует ли оно, а мы действительно хотим чтобы узнать это».
То, что может быть первой трещиной в Стандартной модели, было обнаружено ранее в этом месяце исследователями Фермилаб, американского аналога БАК.