Големият адронов колайдер (LHC) получава голям тласък на своята производителност. За съжаление за почитателите на новаторската физика цялата работа трябва да бъде затворена за две години, докато работата е свършена. Но след като се архивира и работи, подобрените му възможности ще го направят още по-мощен.
Същността на Големия адронов колайдер е да ускорява частиците и след това да ги насочва да се сблъскват помежду си в камери. Камерите и детекторите се обучават на тези сблъсъци, а резултатите се наблюдават в детайли. Всичко е в откриването на нови частици и новите реакции между частиците и гледането как частиците се разпадат.
Това изключване се нарича Long Shutdown 2 (LS2.) Първото изключване беше LS1 и се проведе между 2013 и 2015 г. По време на LS1 мощността на коллайдера беше подобрена, както и възможностите му за откриване. Същото ще се случи по време на LS2, когато инженерите ще подсилят и надстроят целия комплекс на ускорителя и детекторите. Работата се подготвя за следващия цикъл на LHC, който ще започне през 2021 г. Той също така трябва да се подготви за проект, наречен проект LHC с висока осветеност (HL-LHC), който започва през 2025 година.
Изпълнението на експериментите, направени между LS1 и LS2, се нарича второ изпълнение и премина от 2015 г. до 2018 г. Този цикъл даде някои впечатляващи резултати и още много данни трябва да бъдат обработени. Според CERN, вторият цикъл е произвел 16 милиарда милиона протон-протонови сблъсъци при енергия от 13 TeV (тера-електронни волта) и големи набори от данни за сблъсък-оловни сблъсъци с енергия 5,02 TeV. Това означава, че в архива на данните на CERN има еквивалент на 1000 години 24/7 видео поточно предаване, съхранявано.
„Второто пускане на LHC беше впечатляващо ...“ - Фредерик Бордри, директор на CERN за ускорители и технологии.
Огромният кеш на данни от експериментите по време на втория цикъл на LHC джудже данните от първия цикъл и всичко това е, защото нивото на енергия на коллайдера беше почти удвоено до 13 TeV. Става все по-трудно и по-трудно да се повиши енергийното ниво на коллайдър и при това второ изключване ще се покачи енергията, повишена от 13 TeV на 14 TeV.
„Второто изпълнение на LHC е впечатляващо, тъй като бихме могли да постигнем много повече от нашите цели и очаквания, произвеждайки пет пъти повече данни, отколкото по време на първия пуск, с безпрецедентната енергия от 13 TeV“, казва Фредерик Бордри, директор на CERN за ускорители и технологии. „С това второ дълго изключване, което започва сега, ще подготвим машината за още повече сблъсъци при проектната енергия от 14 TeV.“
По всяка мярка LHC има успех. В продължение на няколко десетилетия съществуването на бог на Хигс и полето на Хигс беше централният въпрос във физиката. Но технологията и инженерството, необходими за изграждането на достатъчно мощен сблъсък, просто не бяха налични. Изграждането на LHC направи откриването на бозона на Хигс възможно през 2012 г.
„Бозонът на Хигс е специална частица…“ - Фабиола Джаноти, генерален директор на CERN.
„В допълнение към много други красиви резултати, през последните няколко години експериментите с LHC постигнаха огромен напредък в разбирането на свойствата на Хигс бозона“, добавя Фабиола Джаноти, генерален директор на CERN. „Хизовият бозон е специална частица, много различна от другите елементарни частици, наблюдавани досега; неговите свойства могат да ни дадат полезни указания за физиката извън стандартния модел. "
Откриването на дълго теоретизирания бозон на Хигс е главното постижение на LHC, но не е единственото му. Много части от Стандартния модел на физиката бяха трудни за тестване преди изграждането на LHC. Стотици научни доклади са публикувани за резултатите от LHC и са открити някои нови частици, включително екзотичните пентакварки и нова частица с два тежки кварка, наречени „Xicc ++“.
След надстройките в LS2 ще започне третото изпълнение. Един от проектите в третия цикъл е проектът LHC High-Luminosity (HL-LHC). Светимостта е едно от двете основни съображения при сблъсъците. Първият е напрежението, което се подобрява от 13 TeV до 14 TeV по време на LS2. Другото е светимостта.
Светимостта означава увеличен брой сблъсъци, а оттам и повече данни. Тъй като много от нещата, които физиците искат да наблюдават, са много редки, по-голям брой сблъсъци увеличават шансовете да ги видят. През 2017 г. LHC произвеждаше около три милиона Хигсови бозона годишно, докато LHC с висока осветеност ще произвежда поне 15 милиона Хигсови бозона годишно. Това е важно, тъй като въпреки че беше огромно постижение да открием Хигс бозона, все още много физици не знаят за неуловимата частица. Чрез удвояване на броя на произведените от Хигс бозон, физиците ще научат много.
„Богатата реколта от втория старт дава възможност на изследователите да търсят много редки процеси.“ - Екхард Елсен, директор за изследвания и изчислителни технологии в CERN.
Всички данни, съхранявани в CERN от втория цикъл на LHC, ще означават, че физиците ще бъдат заети по време на LS2. Може да има неща, скрити в огромното събиране на данни, които никой още не е виждал. Няма да има почивка на нетърпеливата армия от физици на частиците.
„Богатата реколта от втория старт дава възможност на изследователите да търсят много редки процеси“, казва Екхард Елсен, директор за изследвания и изчислителни технологии в CERN. „Те ще бъдат заети по време на изключването, разглеждайки огромната извадка от данни за възможни подписи на нова физика, които не са имали шанса да излязат от доминиращия принос на процесите на Стандартния модел. Това ще ни насочи към HL-LHC, когато извадката от данни ще се увеличи с още един ред. “
- Прессъобщение на CERN: LHC се подготвя за нови постижения
- CERN Press Release: Експериментът на CERN LHCb отчита наблюдение на екзотични частици на пентакварк
- CERN Press Release: Експериментът LHCb е очарован да обяви наблюдение на нова частица с два тежки кварка
- Уеб страница на CERN: LHC с висока осветеност
- CERN Press Release: LHC: По-силна машина
- Запис в Уикипедия: Хигс бозон
- Уеб страница на CERN: Стандартният модел
