03.07.2017

БАК вместил рекордный объем протонных пучков

БАК — кольцевой ускоритель заряженных частиц, строительство которого завершилось в 2006 году. Главной целью экспериментов заявлен поиск отклонений от Стандартной модели, описывающей сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия элементарных частиц. Для этого ученые разгоняют протоны до высоких кинетических энергий (6,5 тераэлектронвольта) в противоположных направлениях и сталкивают, что позволяет генерировать новые частицы с полной энергией меньше суммарного значения (13 тераэлектронвольт). Причем рост энергии новых частиц положительно коррелирует с вероятностью их появления.

Столкновение протонов происходит в четырех точках. Помимо плотности и количества пучков важной характеристикой установки выступает интегральная светимость — она отражает частоту парных столкновений встречных частиц за секунду в поперечном сечении. В 2016 году светимость БАК достигла 40 обратных фемтобарн, или 6,5 миллионов миллиардов столкновений. После возобновления работы ускорителя в новом сезоне стало известно, что план на текущий год предполагает рост показателя до 45 обратных фемтобарн. С 28 июня светимость БАК уже составила 1,58×10³⁴ соударений на квадратный сантиметр в секунду.

Проектная светимость при этом оценивалась в 1×10³⁴ событий на квадратный метр в секунду. Таким образом, за пять недель работы БАК собрал примерно шесть обратных фемтобарн статистики, что больше, чем за весь 2015 год. Ограничение на количество протонных сгустков, как сообщается в пресс-релизе, связано с требованиями метода, который используется на этапе их подготовки. При диаметре около 2,5 микрометра пучки удалены на семь метров — это расстояние протоны проходят 25 миллиардных секунды. Каждый сгусток содержит примерно 115 миллиардов элементарных частиц общей энергией порядка 300 мегаджоулей.

Ранее стало известно, что к концу нового сезона в БАК не планируется генерировать кварк-глюонную плазму — предполагается, что в этом состоянии вещество Вселенной находилось в первые минуты после Большого взрыва. Вместо этого участники эксперимента ALICE сосредоточатся на обработке данных за прошлые годы и приступят к сбору информации о столкновениях протонов. Детекторы ATLAS и CMS, в свою очередь, возобновят изучение свойств бозона Хиггса. Команды проектов намерены определить параметры каналов распада этой частицы, ее рождения и взаимодействия с другими частицами.

Совместно с LHCb физики продолжат анализ экзотических процессов, позволяющих найти надежные отклонения от Стандартной модели. Так, прирост может прояснить природу редких пиков высокоэнергетических событий, предположительно, указывающих на существование неизвестных частиц. Результаты эксперимента требуют проверки. Ранее ATLAS зафиксировал вероятный избыток пар бозон слабого взаимодействия — бозон Хиггса. В апреле ЦЕРН также объявил о регистрации возможного нарушения лептонной универсальности распада нейтрального B-мезона на лептонную пару и возбужденный каон.

О достижении проектного максимума сообщается на сайте Центра.

Денис Стригун

Источники:

1. naked-science.ru