Наращивание энергии пучков протонов в Большом адронном коллайдере стремительно продолжается. Уже побит собственный рекорд, установленный в ноябре 2009 года. Но это далеко не предел! А в ближайшие дни будут впервые осуществлены столкновения частиц. Подробнее о рекордах БАК рассказал кандидат физико-математических наук Дмитрий Балин.

Напомним, что Большой адронный коллайдер (БАК), сооружение которого потребовало более шести миллиардов евро, — самый крупный в истории ускоритель элементарных частиц, созданный для получения принципиально новых данных о природе материи и фундаментальных физических законах.

Слово "коллайдер" образовано от английского слова "collide" — "сталкивать" и означает, что в нем сталкиваются летящие в противоположные стороны частицы, а не пучок частиц и неподвижная мишень. По-русски этот термин можно перевести как "ускоритель на встречных пучках".

Создание установки началось в конце 1990-х годов, а в сентябре 2008 года он был торжественно запущен. Физики успешно провели пучки протонов в обоих направлениях, однако уже через неделю на ускорителе произошла крупная авария, связанная с выходом одного из магнитов из сверхпроводящего состояния.

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

Согласно данным на сайте Европейской организации ядерных исследований (CERN) Большой адронный коллайдер (БАК) побил собственный рекорд в 1,18 тераэлектронвольт. Ускоритель продолжает наращивать энергию пучков — сейчас это величина порядка 2,2. Предполагается, что она будет доведена до половины проектной мощности — до 3,5 тераэлектронвольта на пучок.

При достижении этой энергии в ближайшие дни планируется впервые осуществить столкновения частиц.

После выхода на эту энергию столкновений начнется "набор статистики" — до конца 2011 года протоны будут циркулировать в 27-километровом кольце коллайдера, сталкиваться, а четыре детектора ускорителя начнут фиксировать миллиарды "событий" — рождений и распадов частиц, среди которых могут оказаться совершенно новые.

При этом ученые будут постепенно увеличивать интенсивность (количество частиц в пучке). В ходе почти двухгодичного сеанса работы коллайдера специалисты рассчитывают получить принципиально новые научные результаты, поскольку энергия столкновений на БАКе значительно превышает энергию прежних подобных экспериментов. В частности, на самом мощном до сих пор американском ускорителе Тэватрон энергия пучков составляет лишь 900 гигаэлектронвольт.

Затем, в 2011 году, коллайдер будет остановлен на год для отладки, проверки и подготовки к переходу на новый уровень энергии — 7 тераэлектронвольт на пучок.

Подробнее о рекордах БАК рассказал научный сотрудник Лаборатории физики элементарных частиц (ПИЯФ РАН), кандидат физико-математических наук Дмитрий Балин:

"Протонный пучок в ускорителе представляет собой неоднородный непрерывный протонный луч. Он разбит на отдельные сгустки протонов, которые следуют друг за другом на определенном расстоянии. Каждый сгусток — это тонкая протонная "иголка" длиной несколько десятков сантиметров и толщиной в доли миллиметра.

Есть несколько мотивов, по которым разбивать пучки полезно. Основная причина в том, что именно таким способом удобно ускорять протоны в резонаторах.

При максимуме производительности каждый из двух встречных пучков на БАК будет состоять примерно из 2800 сгустков, идущих друг за другом на расстоянии в несколько метров, а в каждом сгустке приблизительно — по 100 миллиардов протонов. Но подобные достижения еще остаются в перспективе, на этот режим ускоритель выйдет еще не скоро".