Большой Адронный Коллайдер, который и так является самым большим и мощным ускорителем частиц на сегодняшний день, через некоторое время обретет новые способности, которые позволят ученым собирать минимум в 10 раз больше научных данных, чем они могут делать это в настоящее время. Сейчас коллайдер способен производить порядка миллиарда столкновений протонов в секунду, после модернизации нынешний коллайдер получит название High-Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC), и, как следует из этого названия, количество столкновений в его недрах будет значительно увеличено, в пять-семь раз. Согласно планам, обновленный коллайдер начнет работать в полном объеме к 2026 году.
Работа коллайдера заключается в том, что облака протонов, выработанных специальным источником, движутся внутри 27-километрового кольца, разгоняясь почти до скорости света и сжимаясь в тонкий луч. В четырех местах этого кольца лучи протонов, двигающиеся в противоположных направлениях, пересекаются, и естественно, протоны начинают сталкиваться, что приводит к появлению «ливня» вторичных частиц, которые регистрируются высокочувствительными датчиками.
Для увеличения количества столкновений лучи протонов будут сжиматься еще сильней, что будет делаться за счет 130 магнитов, которые будут установлены в коллайдере. Увеличение количества магнитов потребует дополнительных элементов подземной и наземной инфраструктуры, таких, как электрические подстанции, системы вентиляции, компрессионные станции и т.п. Для размещения всех этих элементов будут проложены новые шахты, созданы подземные помещения и построены здания на поверхности.
Как уже упоминалось выше, коллайдер HL-LHC обеспечит большее количество столкновений протонов или ядер тяжелых элементов, количество «рождающихся» за единицу времени в результате этих столкновений бозонов Хиггса увеличится с нынешних 1.2 миллионов до 15 миллионов, что позволит исследовать эти частицы более подробно и более тщательно.
«Коллайдер HL-LHC обеспечит возможности проведения более точных измерений и изучения свойств экзотических частиц, таких, как бозон Хиггса. Это, в свою очередь, позволит нам изучить более глубоко все фундаментальные основы устройства Вселенной» — рассказывает Фабиола Джанотти (Fabiola Gianotti), Генеральный директор Европейской организации ядерных исследований CERN, — «Создание новых элементов инфраструктуры будут проводиться без остановки работы коллайдера, а модернизация самого коллайдера будет производиться во время традиционных зимних и летних перерывов».
Отметим, что модернизация нынешнего коллайдера и его превращение в HL-LHC, является лишь частью «наполеоновских планов» CERN. После HL-LHC руководство CERN планирует строительство большого линейного коллайдера, в котором частицы будут двигаться по прямой, а не по кольцу, как сейчас. А в еще более дальних планах стоит создание коллайдера, длина кольца туннеля которого будет составлять 100 километров и который позволит ученым проникнуть в совершенно новые и неизведанные области физики.
Источник:
