Руководство ЦЕРНа объявило, что первые пучки начнут циркулировать внутри Большого адронного коллайдера 10 сентября. Первые протон-протонные столкновения начнутся примерно месяц спустя.
Физики всего мира с нетерпением ожидают начала экспериментов на Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРНе. Ожидается, что в этих экспериментах будут получены ответы на важнейшие вопросы относительно устройства нашего мира, за которыми последует бурное развитие физики элементарных частиц и смежных дисциплин.
С точки зрения техники, LHC — это беспрецедентно сложная экспериментальная установка. Над созданием отдельных компонентов и сборкой как самого ускорителя, так и детекторов работали в течение более десяти лет десятки тысяч человек. В ходе этой работы неизбежно возникали технические проблемы, из-за которых подготовка к запуску LHC шла медленнее, чем вначале ожидалось, а планируемая дата запуска неоднократно откладывалась.
Сейчас эти трудности позади, монтаж LHC завершен, и в ЦЕРНе идут последние тесты оборудования. В свете этого руководство ЦЕРНа решилось назначить конкретную дату запуска коллайдера — 10 сентября. Именно в этот день предполагается запустить первый протонный пучок в ускоритель и начать с ним работу. По этому поводу на сайте ЦЕРНа появился новый раздел First LHC beam, который будет, по-видимому, освещать первый этап работы LHC. Там же размещено объявление, что запуск пучка будет транслироваться по Евровидению и онлайн, через сервис webcast.
Однако до того, как первый пучок начнет циркулировать в LHC, научному и техническом персоналу ЦЕРНа потребуется выполнить ряд проверок и решить несколько инженерных задач.
Во-первых, два из восьми секторов ускорительного кольца пока еще не охлаждены до конца: в них температура пока держится на уровне 4 кельвинов, и ее потребуется понизить до 1,9 кельвина (текущую информацию см. на страничке LHC Cooldown Status). Такая низкая температура нужна, с одной стороны, для того, чтобы сверхпроводящие магниты могли создать очень сильное магнитное поле, которое удерживает протонные пучки на орбите, а с другой стороны, чтобы жидкий гелий, охлаждающий ускорительное кольцо, перешел в сверхтекучее состояние и смог эффективно отводить тепло.
Во-вторых, после того как всё будет окончательно охлаждено, пройдет серия тестов целостности инфраструктуры кольца и проверок всех электрических цепей и систем безопасности.
В-третьих, потребуется проверка системы инжекции (впрыскивания) протонного пучка из предварительного ускорителя в основное кольцо LHC. Дело в том, что протоны будут разгоняться на LHC до больших энергий не с нуля. Они вначале будут разогнаны до энергии 0,45 ТэВ на предварительном ускорителе (SPS), а затем по специальной линии будут инжектированы в сам LHC.
На ближайшие выходные, 9-10 августа, запланирована серия проверок работоспособности этой линии инжекции. В этих тестах пучок, попав в LHC, пойдет не по всему кольцу, а лишь по небольшой дуге и будет полностью поглощен коллиматорами — специальными пластинами внутри ускорительного кольца, «отрезающими» протонный пучок (см. схему, приведенную ниже). Благодаря этому, провести такой тест можно еще до того, как в эксплуатацию будет сдано всё кольцо целиком.
Схема соединения предварительного ускорителя SPS с основным кольцом LHC. Желтым цветом подсвечен путь пучка во время тестов линии инжекции, намеченных на 9-10 августа. Изображение со страницы LHC Injection Test
Как именно будет происходить запуск пучка 10 сентября? С момента запуска первого пучка начнется так называемая стадия A работы ускорителя, подробный план которой представлен на странице Stage A. Эта стадия разбита на несколько этапов, каждый из которых займет в среднем несколько дней. На этой стадии главными задачами физиков-ускорительщиков будет проверка того, что пучок ничего не задевает внутри ускорительного кольца, что орбита пучка устойчива и управляема, что ускорительная секция подхватывает пучок и разгоняет его до нужной энергии и т. д.
На эти проверки (сначала с одним, а потом с двумя встречными пучками, но без столкновений) уйдет минимум месяц. Если всё будет в порядке, то в октябре два встречных пучка начнут сталкиваться в точках их пересечения — внутри детекторов. Начнется так называемый пилотный сеанс физики (Pilot Physics Run), который продлится до конца ноября. Ускоритель затем будет остановлен на зиму, а накопленные за осень данные будут обработаны и представлены на конференциях в начале 2009 года.
Впрочем, из-за очень небольшой статистики никаких крупных открытий не ожидается — результаты столкновения физикам потребуются в первую очередь для отладки детекторов, проверки того, что они «видят» уже известные частицы и хорошо определяют их свойства. Такая калибровка детекторов необходима, прежде чем они начнут искать следы действительно новых процессов.
Источник: пресс-релиз ЦЕРНа, 7 августа 2008 года.
