Новий світовий рекорд щільності жмутка протонів встановив великий адронний колайдер

Великий адронний колайдер (ВАК) поставив новий рекорд світимості - "щільності" жмутка протонів, повідомляє РИА "Новости"  з посиланням на офіційний мікроблог колаборації CMS, одного з експериментів на ВАКу. Досягнення дасть змогу фізикам швидше набирати дані й отримувати нову інформацію про будову мікросвіту.

Напередодні увечері світимість колайдера - кількість частинок у жмутку, які пролітають за секунду через одиницю площі, - досягла 1,2 на 10 в 33-му ступені протонів за секунду на квадратний сантиметр. Таким чином колайдеру залишився тільки один крок, щоб дістатися проектної світимості - 10 в 34-му ступені протонів за секунду на квадратний сантиметр. При цьому в кожному з двох жмутків, які циркулюють в колайдері, міститься 1092 "банча" - згустка частинок (проектна кількість банча - 2808).

Наприкінці квітня ВАК отримав світимість 4,67 на 10 в 32-му ступені і перевершив установлений в 2010 році рекорд протон-антипротонного колайдера "Теватрон", який працює в Національній лабораторії імені Фермі (штат Іллінойс, США), - 4,024 на 10 в 32-му ступені протонів за секунду на квадратний сантиметр.

У колайдерах (або прискорювачах елементарних частинок на зустрічних жмутках) частинки стикаються не з фіксованою мішенню, а з іншими частинками, які летять їм назустріч. Що вища світимість жмутка в колайдері, то більша вірогідність зіткнень. Саме фіксація результатів зіткнень уможливлює дослідникам робити висновки про властивості елементарних частинок і знаходити сліди нових, ще невідкритих частинок.

Що більше зіткнень, то вища вірогідність народження нових частинок, наприклад, бозона Хіггса, який відповідає за маси всіх елементарних частинок - останньої відсутньої ланки сучасної фізичної теорії, Стандартної моделі. Пошук бозона Хіггса є головним завданням Великого адронного колайдера.

Колайдер, який почав працювати в лютому 2010 року після кількох місяців калібрування, ліквідації дрібних неполадок, в грудні того ж року завершив свій перший робочий рік і зупинився до середини лютого 2011 року.

Створювати установку почали наприкінці 1990-х років, а у вересні 2008 року її було урочисто запущено - фізики успішно провели жмутки протонів в обох напрямах, проте вже через тиждень на прискорювачі сталася велика аварія, пов'язана з виходом одного з магнітів з надпровідного стану. Ремонт колайдера і його модернізація, зокрема, встановлення системи QPS для захисту від повторення подібних аварій, забрали більш як 14 місяців і потребували 40 мільйонів доларів.

Після повторного запуску в листопаді 2009 року на ВАК було досягнуто рекордних енергій зіткнень.

21 вересня минулого року вперше після запуску колайдера дослідники виявили принципово новий ефект, не передбачений нинішньою теорією, - серед сотень частинок, які народжуються під час зіткнень протонів, було виявлено пари, рухи яких з невідомої причини пов'язані один з одним.

Наприкінці жовтня фізики за допомогою детектора CMS вперше зафіксували народження двох Z-бозонів - одна з подій, які можуть свідчити про існування "важкого" варіанту бозона Хіггса. Бозон Хіггса - останній елемент, якого бракує сучасній теорії елементарних частинок, так званій Стандартній моделі. Ця гіпотетична частинка відповідає за маси всіх інших елементарних частинок.

На початку листопада на колайдері також уперше провели експерименти із зіткнення жмутків важких йонів - атомів свинцю з "обідраною" електронною оболонкою. Одна з головних цілей таких експериментів - вивчити особливий стан речовини, так звану кварк-глюонну плазму, з якої складався Всесвіт до того моменту, коли виникли елементарні частинки, протони і нейтрони.