Полным ходом ведется подготовка к новому запуску Большого адронного коллайдера (БАК), передает BBC, очередной его запуск ожидается во вторник 30 марта.
В этот день ученые Европейского центра ядерных исследований (CERN) впервые попытаются разогнать встречные пучки частиц с мощностью потока в 3,5 тераэлектронвольт (ТэВ), или 7 трлн электронвольт в сумме.
На прошлой неделе БАК уже сформировал поток частиц, который смог достичь такого энергетического потенциала. Но успешным результатом эксперимента будет встречное столкновение двух таких потоков, причем оба должны будут стабильно поддерживать столь высокий заряд.
Ученые хотят найти загадочную частицу - "бозон Хиггса", или, как ее еще называют, "божественную частицу", поскольку ее обнаружение представляет большую важность для изучения физики.
Сгенерировав потоки частиц мощностью по 3,5 ТэВ каждый, ученые наконец окажутся на пороге запуска новой программы физических исследований, пояснил директор по ускорителям и технологии CERN Стив Майерс.
Но еще много работы предстоит выполнить перед столкновением потоков. Точно направить потоки - очень сложная задача. Примерно как запустить две иголки навстречу другу другу через Атлантический океан, причем так, чтобы на полпути они столкнулись, сказал Майерс.
Эксперимент, который проводится в 27-километровом подземном тоннеле, проложенном под приграничными районами Франции и Швейцарии, возобновлен лишь недавно. В сентябре 2008 года из-за протечки в тоннель тонны жидкого гелия работу коллайдера пришлось приостановить на ремонт, и вновь запустили его лишь через 14 месяцев - в ноябре 2009 года.
К 30 марта команда БАК будет заниматься подготовкой систем контроля пучков частиц, а также устройств, защищающих детекторы от вылетевших из потока частиц.
Все эти системы к началу работы должны быть полностью готовы.
Запустить потоки частиц по кольцевому тоннелю - это одно дело. Другое дело - заставить их циркулировать там на протяжении разумного периода времени. Важно добиться формирования "золотой орбиты" - когда потоки часами будут делать оборот за оборотом, сказал директор CERN по коммуникациям Джеймс Джиллис. И только убедившись, что потоки частиц - стабильны, имеет смысл включать детекторы.
Разгон и столкновение протонов позволят пролить свет на основы мироздания, надеются физики. Около 1200 сверхпроводящих магнитов изгибают потоки протонов и разгоняют их в противоположных направлениях со скоростью, близкой к скорости света.
В определенных местах туннеля потоки протонов пересекаются, что позволяет частицам сталкиваться друг с другом. Детекторы, расположенные в этих местах, исследуют эффект от столкновений. Изучив результаты столкновения частиц, ученые надеются глубже проникнуть в тайны материи, достичь самых высоких из когда-либо изученных энергий. При самом оптимистичном исходе исследователи смогут воссоздать условия, существовавшие 13 млрд лет назад спустя 1-2 триллионные доли секунды после Большого Взрыва, приведшего, по господствующей в современной науке теории, к возникновению нашей Вселенной.
В конце 2011 года БАК будет закрыт на профилактические работы и модернизацию, которые могут продлиться до года, после чего коллайдер снова запустят, но уже с удвоенной мощностью пучка протонов - 7 ТэВ, а в сумме - 14. Однако уже с нынешней мощностью пучка в 3,5 ТэВ ученые рассчитывают получить частицы антиматерии, которая существовала в момент Большого Взрыва в том же количестве, что и привычная нам материя, но теперь в природе не встречается.
В чем измеряют мощность коллайдера
Электронвольт (сокращенно эВ или eV) - внесистемная единица измерения энергии, широко используемая в атомной и квантовой физике. Один электронвольт равен энергии, которая необходима для переноса электрона в электростатическом поле между точками с разницей потенциалов 1 В. Тераэлектронвольт равен триллиону (миллиону миллионов, или тысяче миллиардов) электронвольт. Для сравнения, тепловая энергия поступательного движения одной молекулы при комнатной температуре составляет 0,025 электронвольт, энергия электрона в лучевой трубке телевизора - около 20 КэВ (тысяч электронвольт), а энергия космических лучей составляет от 1 мегаэлектронвольт (1 млн эВ) до 1000 ТэВ.