Научный взгляд на устройство вселенной
жүктеу/скачать 8,11 Mb. Pdf көрінісі
|
knocking on
| триг-
геры, которые должны сообщать компьютерам, какие именно столкновения интересуют экспериментаторов. Маурицио живо описал охватившую всех тревогу: ведь никто не хотел упустить первую реальную возможность провести эксперимент. На тэва- 210 АППАРАТУРА, ИЗМЕРЕНИЯ И ВЕРОЯТНОСТИ ’84 ’03 ’04 ’00 Декабрь ’94 ’93 В CERN поступило и было отвергнуто предложение о строительстве БАКа Проект утвержден Зарождение идеи Большого адронного коллайдера LEP разобран, чтобы освободить место для сборки БАКа Закончено строительство камеры для детектора ATLAS Детекторы ATLAS и CMS собраны и установлены на место троне, к примеру, результаты первого теста оказались испорчены из-за случайного совпадения частот циркуляции пучка и запи- сывающей системы. Никому не хотелось повторения подобной неудачи. Конечно, наряду с тревогой все заинтересованные лица чувствовали сильнейшее возбуждение. РИС . 28. Краткий очерк истории БАКа ВОЗВРАЩЕНИЕ КОЛЬЦА 211 ’10 ’09 ’08 ’07 ’05 Установлен последний криодипольный магнит Ремонт БАКа Установлен первый криодипольный магнит Первый пучок частиц успешно обогнул кольцо коллайдера Первое успешное столкновение Взрыв, вызвавший задержку на год БАК работает на энергии столкновения 7 ТэВ (в системе, связанной с центром масс) 7 TeV 14 TeV 14 TeV 7 TeV 7 TeV Закончено строительство камеры для детектора CMS 23 ноября 2009 г. в Большом адронном коллайдере наконец- то произошло первое столкновение частиц. Миллионы про- тонов столкнулись со встречным сгустком таких же протонов при инжекционной энергии в 900 ГэВ. Это означало, что после многих лет ожидания запланированные эксперименты нач- 212 АППАРАТУРА, ИЗМЕРЕНИЯ И ВЕРОЯТНОСТИ нут записывать результаты первых протонных столкновений в кольце БАКа. Вскоре после этого протоны в кольце начали слегка разгонять; сначала были получены пучки с энергией 1,18 ТэВ — самые высо- коэнергетические циркулирующие пучки за всю историю иссле- дований. Всего через неделю после первых столкновений, 30 ноя- бря, эти высокоэнергетические протоны встретились. Суммарная энергия столкновения, составившая 2,36 ТэВ, превзошла все ранее достигнутое и побила рекорд Лаборатории имени Ферми, продер- жавшийся восемь лет. Результаты столкновения пучков регистрировали три различ- ных детектора, и за следующие несколько недель были зафикси- рованы десятки тысяч таких столкновений. Эти столкновения, ко- нечно, не обещали новых физических теорий, но оказались неве- роятно полезны для тестирования экспериментальных детекторов и исследования фона Стандартной модели — событий, которые не раскрывали еще ничего нового, но могли бы в принципе по- мешать реальным открытиям. Физики-экспериментаторы всего мира с радостью встретили успех БАКа и достигнутые на нем рекордные энергии. Примеча- тельно, кстати, что этот результат был получен в последний мо- мент — еще чуть-чуть, и в середине декабря установку предстояло остановить до марта будущего года, так что вопрос стоял просто: либо декабрь, либо ждать еще несколько месяцев. Джефф Ричман, экспериментатор из Санта-Барбары, работающий на БАКе, расска- зал мне об этом на конференции по темной материи. Оказалось, что он заключил пари с одним физиком из Лаборатории имени Ферми о том, сможет ли БАК до конца 2009 г. получить более вы- сокоэнергетические столкновения, чем тэватрон в Фермилабе. По его веселому настроению было ясно, кто выиграл пари. 18 декабря 2009 г. волна интереса временно спала — после того судьбоносного прогона БАК был закрыт на каникулы. Лин Эванс завершил свой рассказ обсуждением планов на 2010 г. и обе- щанием заметно повысить энергию столкновений. Планировалось до конца года поднять ее до 7 ТэВ — значительный рост по сравне- нию с тем, чего удавалось достичь ранее. Эванс был оптимистичен ВОЗВРАЩЕНИЕ КОЛЬЦА 213 и уверен в себе и в коллайдере — как оказалось, не без оснований; установка действительно без проблем подняла энергию до этой цифры. После множества затруднений и задержек Большой адронный коллайдер начал наконец работать по графику (см. хронику про- екта на рис. 28). Предполагалось, что вплоть до 2012 г. БАК будет работать на энергии 7 ТэВ или, возможно, чуть больше, а потом за- кроется по крайней мере на год для подготовки к работе на более высоких энергиях*. После этого инженеры попытаются поднять энергию столкновения как можно выше и довести ее по возмож- ности до запланированных 14 ТэВ, а также поднять интенсивность пучка, чтобы увеличить число столкновений. После повторного пуска в 2009 г. и детекторы, и сама установ- ка работали как часы, так что заключительные слова Лина про- звучали вполне убедительно: «Приключения, связанные со строи- тельством БАКа, завершились. Пришло время приключений, свя- занных с научными открытиями». * В 2011 г. были достигнуты энергии 3,5 ТэВ на пучок, а в апреле 2012 г. ее под- няли до 4 ТэВ на пучок, то есть до энергии столкновения 8 ТэВ в системе центра масс. В течение 2011 г. на ATLAS и CMS было зарегистрировано по 560 трлн столкновений, а план на 2012 г. составлял по 1500 трлн на каждой из установок. — Прим. пер. |