В США выбрали место строительства нового коллайдера

Министерство энергетики США выбрало Брукхейвенскую национальную лабораторию в штате Нью-Йорк в качестве места строительства новой установки — Электрон-ионного коллайдера (Electron-Ion Collider, EIC). Установка с оценочной стоимостью около двух миллиардов долларов будет изучать сильное взаимодействие и внутреннее строение протонов и нейтронов, а первые эксперименты должны начаться в 2029 или 2030 году, говорится в заявлении ведомства.

Один из основных инструментов для изучения физики элементарных частиц — это коллайдеры, то есть установки, сталкивающие встречные пучки разогнанных до высоких энергий частиц. Изучение получающихся при таких взаимодействиях «осколков» позволяет исследовать строение материи на малых масштабах. Крупнейшая действующая установка подобного рода — Большой адронный коллайдер (БАК), расположенный на границе Швейцарии и Франции. В БАК сталкиваются протоны и ядра некоторых элементов.

В США экспериментальная ядерная физика успешно развивалась почти весь XX век, но к концу столетия темпы затормозились. Были планы строительства аналогичного БАК Суперпроводящего суперколлайдера, для него даже начали рыть тоннель, но в 1993 году все работы были остановлены.

В XXI веке возник проект Электрон-ионного коллайдера, в котором сталкиваться будут не пучки протонов, а электроны с ионами. Так как электрон, в отличие от протона, истинно элементарная частица, то реакции с его участием оказываются более «чистыми» — в них появляется меньше продуктов и результаты легче анализировать. Научными задачами такой установки назывались исследования связи свойств ядер с взаимодействиями кварков и глюонов, параметры связи частиц в ядрах и изучение того, как плотная внутриядерная среда влияет на свойства частиц.

До последнего времени основным нерешенным вопросом было место строительства нового коллайдера, на которое претендовали две лаборатории: Брукхейвенская национальная лаборатория в штате Нью-Йорк и Лаборатория Томаса Джефферсона в Вирджинии. Теперь Министерство энергетики США, которое является учредителем обеих организаций, определилось с местом — новая установка будет создана в Нью-Йорке.

EIC будет перестроен из основного инструмента Брукхейвенской лаборатории — релятивистского коллайдера тяжелых ионов RHIC с длиной кольца в 3,8 километра. Сейчас установка занимается созданием кварк-глюонной плазмы в столкновениях тяжелых ядер и, согласно новым планам, будет продолжать работать до 2024 года. Затем ее выключат на несколько лет для подсоединения нового оборудования, такого как кольцевой электронный ускоритель.

Текущее решение не позволяет немедленно начать строительство, так как требуется еще ряд согласований. В частности, необходимо утверждение детального плана, оценки стоимости и графика строительства. Единственный проект аналогичного коллайдера рассматривается в Китае, но энергии столкновений в случае постройки у американской установки будут намного выше.

Недавно был опубликован проект европейского ускорителя частиц на новом механизме ускорения — кильватерном. Также мы делали подробный материал о строящемся российском коллайдере NICA «Маленький взрыв».