Большой Адронный Коллайдер

Ворнинг! Ахтунг! Этеншен! Большой адро́нный колла́йдер (англ. Large Hadron Collider, LHC) — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца), построенный в научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований (фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, CERN). Большим он назван из-за своих размеров — длина основного кольца ускорителя составляет 26,7 километров. Вследствие того, что он ускоряет протоны и тяжёлые ионы, которые являются адронами, его и назвали «адронным». Коллайдером же (англ. collide — сталкиваться) он называется потому, что ускоряет частицы на встречных пучках. Идея проекта Большого адронного коллайдера (БАК) родилась в 1984 году и была официально одобрена десятью годами позже. Его строительство началось в 2001 году, после окончания работы предыдущего ускорителя — Большого электрон-позитронного коллайдера. В ускорителе предполагается сталкивать протоны с суммарной энергией 14 ТэВ (то есть 14 тераэлектронвольт или 14·1012 электронвольт) в системе центра масс налетающих частиц, а также ядра свинца с энергией 5,5 ГэВ (5,5·109 электронвольт) на каждую пару сталкивающихся нуклонов. Таким образом, БАК будет самым высокоэнергичным ускорителем элементарных частиц в мире, на порядок превосходя по энергии своих ближайших конкурентов — протон-антипротонный коллайдер Тэватрон, который в настоящее время работает в Национальной ускорительной лаборатории им. Э. Ферми (США), и релятивистский коллайдер тяжёлых ионов RHIC, работающий в Брукхейвенской лаборатории (США). Ускоритель расположен в том же туннеле, который прежде занимал Большой электрон-позитронный коллайдер. Туннель с длиной окружности 26,7 км проложен на глубине около ста метров под землёй на территории Франции и Швейцарии. Для удержания и коррекции протонных пучков используются 1 624 сверхпроводящих магнита, общая длина которых превышает 22 км. Последний из них был установлен в туннеле 27 ноября 2006 года. Магниты будут работать при температуре 1,9 K (−271 °C). Строительство специальной криогенной линии для охлаждения магнитов закончено 19 ноября 2006 года. Испытания 11 августа 2008 года успешно завершена первая часть предварительных испытаний.[2] Во время испытаний пучок заряженных частиц прошёл чуть более трёх километров по одному из колец БАКа. Таким образом, учёным удалось проверить работу синхронизации предварительного ускорителя, так называемого протонного суперсинхротрона (SPS), и системы правой доставки луча. Эта система передаёт в основное кольцо разогнанные пучки таким образом, что они начинают двигаться по кольцу по часовой стрелке. В результате испытаний удалось оптимизировать работу системы. Второй этап испытаний прошёл 24 августа. Была протестирована инжекция протонов в ускорительное кольцо БАК в направлении против часовой стрелки.[3] Официальный запуск коллайдера был произведён 10 сентября. В 12:24:30 по московскому времени[4] (по официальной информации, в 12:28 по московскому времени[5]) запущенный пучок протонов успешно прошёл весь периметр коллайдера по часовой стрелке. В 17:02 по московскому времени[6] запущенный против часовой стрелки пучок протонов также успешно прошёл весь периметр коллайдера. В начале августа была информация[7], что «инаугурация» коллайдера запланирована на 21 октября, тем не менее, судя по тому, что источник данной информации понимал под «инаугурацией», она уже состоялась 10 сентября. 12 сентября, примерно в 00:30 по московскому времени, команде БАКа удалось запустить и непрерывно удерживать циркулирующий пучок в течение 10 минут. Чуть позже пучок был запущен вновь и циркулировал уже непрерывно, прерываясь лишь в случае необходимости. На этом задача по установлению циркулирующего пучка завершилась и физики приступили к подробным тестам магнитной системы.[8]