Физики, работающие на Большом адронном коллайдере, начали первые эксперименты по столкновению протонов с энергией 13,6 тераэлектронвольт. Запуск состоялся сегодня, в 17:00 по московскому времени. ЦЕРН проводит его трансляцию в своих соцсетях, а также по спутниковым каналам Европейского вещательного союза. Это первые столкновения третьего сезона работы коллайдера.
Работу БАКа разделяют на несколько сезонов или сеансов. Первый запуск ускорителя состоялся в 2008 году, и с этого момента он проработал до 2013 года. В первом сезоне физики довели энергию протонных пучков до четырех тераэлектронвольт. Наиболее значимым результатом работы коллайдера стало открытие бозона Хиггса, чему на днях исполнилось 10 лет.
Дальнейшая модернизация ускорителя заняла около двух лет, после чего был запущен второй сезон работы. Уже в апреле 2016 года начались новые эксперименты по столкновению частиц, которые продолжались до 2018 года. За это время энергия пучков увеличилась до 6,5 тераэлектронвольт, а также активно исследовались столкновения тяжелых ионов, в первую очередь свинца.
Перед запуском третьего сеанса работы физики провели ремонт ускорителя, а также увеличили его светимость почти в два раза, чтобы превратить установку в коллайдер высокой светимости (подробнее об этом вы можете прочитать в материале «Стойкий оловянный магнит»). Вся подготовка, с учетом задержек, вызванных пандемией, заняла три года, и в апреле этого года Большой адронный коллайдер приступил к разгону протонов до энергий 6,8 тераэлектронвольт, что соответствует энергии столкновений, равной 13,6 тераэлектронвольт, что лишь слегка уступает проектной энергии, равной 14 тераэлектронвольт. Первые столкновения третьего сеанса работы БАКа состоялись сегодня в 17:00 по московскому времени.
Физики уменьшили область фокусировки пучков до 10 микрометров, что заставит процессы превращения частиц происходить чаще. Суммарно они планируют набрать 280 обратных фемтобарн статистики против 12 обратных фемтобарн, собранных за первый сезон, и 150 обратных фемтобарн – за второй. Ученые планируют точнее измерять параметры бозона Хиггса, а также редкие и новые каналы его распада, например, на частицы второго поколения.
Физиков также будет интересовать поиск процессов, ответственных за асимметрию между материей и антиматерией во Вселенной, кандидатов на роль частиц темной материи, а также подробное изучение существующих аномалий, намекающих на выход за Стандартную модель. Кроме того, запланированная программа столкновений тяжелых ионов с беспрецедентной точностью позволит исследовать образующуюся при этом кварк-глюонную плазму.
Наконец, ряд физиков связывает с третьим сезоном работы БАКа определенные надежды на разрешение аномалии в массе W-бозона, обнаруженной коллаборацией CDF по результатам многолетнего анализа данных, которые ученые собирали на другом коллайдере – Тэватроне. Подробнее об этой аномалии и о возможных последствиях для физики читайте в материале «Камешек в ботинке».
Марат Хамадеев