Большой адронный коллайдер

[Lazar]

Большой адронный коллайдер во вторник 30 марта 2010 превозмог очередной сбой в своей работе, вызванный внезапной весенней грозой, и столкнул протоны на рекордной энергии 7 тераэлектронвольт, что в три раза больше прежнего достижения. Растроганные ученые, собравшиеся в центре управления ускорителя в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН), отметили это событие аплодисментами.

Успешный опыт столкновений на суммарной энергии 7 ТэВ (3,5 ТэВ на пучок) фактически дал старт двухгодичному сеансу работы ускорителя. За это время физики надеются получить новые знания о строении материи.

Надежда умирает последней

БАК не сдавался ученым до последнего. Первая попытка столкнуть во вторник пучки протонов провалилась из-за неполадок в энергосистеме на территории Франции, сообщил журналистам заместитель руководителя эксперимента CMS Альберт де Ройек.

"Попытка сорвалась из-за перебоя в энергосистеме на территории Франции, системы ЦЕРНа тут не при чем. Сейчас мы снова набираем энергию и ожидаем получить столкновение в течение ближайшего часа", - сказал ученый во время телемоста ЦЕРНа с Объединенным институтом ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне.

Руководитель группы CMS ОИЯИ Анатолий Зарубин пояснил, что причиной неполадок стала гроза.

"Со стороны Франции было отключение энергии, пошел дождь, и произошло отключение. Такие события происходили и раньше", - сказал Зарубин.

Отвечая на вопрос о том, какие события можно ожидать на большом адронном коллайдере, де Ройек отметил, что ученые надеются зафиксировать с помощью детектора CMS первые 10 тысяч столкновений протонов.

БАКнули по полной

И все-таки вторник стал для ученых удачным днем. Физики ЦЕРНа впервые успешно осуществили столкновения протонов в Большом адронном коллайдере на рекордной энергии 7 тераэлектронвольт.

"Первое столкновение зафиксировано, детектор СMS его увидел, ждем подтверждения из центра анализа и подготовки данных" - сказал журналистам начальник сектора экспериментальной физики на СMS в Дубне Сергей Шматов, где в реальном времени отслеживается состояние коллайдера.

Столкновения были также зафиксированы на детекторе ATLAS.

С этого момента фактически стартовала "нормальная" работа коллайдера, который начнет двухгодичный сеанс "набора статистики" на суммарной энергии 7 тераэлектронвольт (половина его проектной мощности). Отмечая событие, участники эксперимента кричали "ура" и размахивали руками.

На мониторах, отображающих состояние детекторов, видны треки - следы столкновений. Треки частиц симметричны, это означает, что действительно произошли столкновения "лоб в лоб".

"Это событие больше символическое, никто не сомневался, что соударения будут," - сказал журналистам Игорь Голутвин, научный руководитель научно-методического отделения Лаборатории физики частиц Объединенного института ядерных исследований.

Новая эра науки с бокалами вина

Глава ЦЕРН Рольф Хойер назвал началом новой эры первые столкновения протонов в Большом адронном коллайдере на рекордной энергии и поднял бокал красного вина урожая 1991 года, отмечая это событие.

К тому времени коллайдер стабильно работал уже два часа, регистрировались тысячи столкновений протонов.

"У нас тут есть бутылка красного вина 1991 года - именно тогда было одобрено создание LHC - и пакетик чипсов, поскольку здесь, в Японии, уже слишком поздно (и больше ничего раздобыть не удалось). Мы поднимаем бокалы за ваш успех. Мы очень воодушевлены и счастливы, это фантастический момент, начало новой великолепной эры в области фундаментальной науки", - сказал находящийся в Токио Хойер в ходе видеомоста с Женевой.

Он поздравил коллег с отличной работой и аплодисментами приветствовал их достижение.

Глава ускорительного подразделения ЦЕРН Стив Майерс согласен с тем, что сегодняшний день войдет в историю науки. Он напомнил, что столкновения удалось провести только с третьей попытки - первые две закончились во вторник неудачей.

"Сейчас мы стабилизировали пучки протонов, происходят столкновения, детекторы собирают данные", - с гордостью заявил ученый.

Ученые в один голос назвали "фантастическим" успешный опыт столкновения пучков протонов на энергии в 7 ТэВ.

"Это огромный шаг вперед, начало нового пути", - заявил ведущий физик ЦЕРН Филипп Блох.

Он отметил, что теперь специалисты будут долго изучать результаты начавшихся экспериментов и выразил уверенность, что эти результаты принесут много интересного.

"У меня нет слов, одни эмоции. Это фантастический момент, мы все очень воодушевлены", - сказала ведущий специалист, работающая на установке ATLAS, Фабиола Джанотти. По ее словам, за огромным сложнейшим механизмом ускорителя стоят живые люди, тысячи людей, с их чувствами, мыслями, переживаниями.

"Это окончание 20-летней работы и начало нового захватывающего этапа", - считает Джанотти.

Ведущий специалист установки CMS Гуидо Тонелли заявил, что теперь в работе сотрудников ЦЕРН начинается самое интересное: сбор и изучение результатов экспериментов.

"Посмотрите! Это не анимация и не рисунок, это то, что действительно фиксируют наши датчики, то, что реально происходит", - сказал он, демонстрируя "снимки", сделанные в момент столкновения частиц.

"Мы все очень воодушевлены и очень счастливы, спасибо всем, кто принял участие в работе", - сказал в заключение руководитель ускорительного подразделения ЦЕРН Стив Майерс.

Работа над ошибками и перспектива

Создание установки БАК началось в конце 1990-х годов, а в сентябре 2008 года она была торжественно запущена: физики успешно провели пучки протонов в обоих направлениях. Уже через неделю на ускорителе произошла крупная авария, связанная с выходом одного из магнитов из сверхпроводящего состояния.

Как показало расследование, причиной аварии стали дефектные электрические контакты, соединяющие сверхпроводящие кабели. В некоторых из них между медными стабилизаторами и сверхпроводящим кабелем были пустоты. При достаточно высокой силе тока сопротивление контактов начало расти, температура контактов также поднялась, и это привело к выходу кабеля из сверхпроводящего состояния, повреждению трубопроводов криогенной системы, сбросу жидкого гелия в туннель, нарушению герметичности и выходу установки из строя.

В течение года специалисты ЦЕРНа проводили работы по повышению надежности электрических соединений между системой питания магнитов и устанавливали систему защиты QPS, которая предохраняет сверхпроводящие магниты от подобных аварий.

Большой адронный коллайдер был вновь запущен после годичного перерыва 20 ноября 2009 года

В 2012 году коллайдер будет остановлен для подготовки к переходу на полную проектную мощность, которая составляет 14 тераэлектронвольт - в семь раз больше, чем на ближайшем конкуренте, американском коллайдере Тэватрон.