Большой адронный коллайдер (БАК), сокращенно LHC, является самым крупным ускорителем заряженных частиц в мире. Разработанный для разгона протонов и тяжелых ионов, он предоставляет возможность изучать соударения частиц и исследовать их свойства. На NOCFN вы найдете подробную информацию о строительстве, истории и эксплуатации Большого адронного коллайдера.
Большо́й адро́нный колла́йдер, сокращённо БАК (англ. Large Hadron Collider, сокращённо LHC) — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений. Коллайдер построен в ЦЕРНе (Европейский совет ядерных исследований), находящемся около Женевы, на границе Швейцарии и Франции. БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире. В строительстве и исследованиях участвовали и участвуют более 10 тысяч учёных и инженеров более чем из 100 стран, в том числе из России — 12 институтов и 2 федеральных ядерных центра (ВНИИТФ, ВНИИЯФ).
История и планы
Строительство
Идея проекта Большого адронного коллайдера 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.
Основная статья: История строительства и эксплуатации Большого адронного коллайдера § Строительство
19 ноября 2006 года закончено строительство специальной криогенной линии для охлаждения магнитов.
27 ноября 2006 года в туннеле был установлен последний сверхпроводящий магнит.
Испытания и эксплуатация
Основные статьи: История строительства и эксплуатации Большого адронного коллайдера § Испытания и эксплуатация и Список экспериментов на LHC
2008 год. Запуск. Авария
К середине сентября 2008 года была успешно завершена первая часть предварительных испытаний. Команде БАК удалось запустить и непрерывно удерживать циркулирующий пучок. Запущенные пучки протонов успешно прошли весь периметр коллайдера по и против часовой стрелки. Это позволило 10 сентября объявить об официальном запуске коллайдера. Большой адронный коллайдер — самый мощный ускоритель частиц в мире.
Что такое адронный коллайдер
Адронный коллайдер — это ускоритель, разгоняющий частицы высокой энергии почти до скорости света с помощью воздействия электромагнитных полей. Такое название устройство получило потому, что работает с определенным классом частиц — адронами (составными частицами, подверженными сильному ядерному взаимодействию) — и в процессе сталкивает их (англ. collider — сталкиватель).
Первый в мире адронный коллайдер ISR был запущен в 1971 году Европейской организацией по ядерным исследованиям (ЦЕРН). Устройство было небольшим — 943 м в длину, а максимальная энергия частиц, до которой оно могло их разогнать, — 28 ГэВ. В 1980-х годах работу ISR остановили и направили финансовые средства, которые уходили на его содержание, на строительство более мощного электрон-позитронного коллайдера. Последний проработал до 2001 года, пока его не сменил Большой адронный коллайдер — на сегодняшний день самый мощный ускоритель адронов в мире.
См. также
Для чего нужен Большой адронный коллайдер
В физике элементарных частиц существует важный постулат — Стандартная модель. Это теория, описывающая, как взаимодействуют элементарные частицы нашего мира: кварки, бозоны, лептоны, барионы. Ученым интересны эти отношения, потому что в результате них могут появиться новые или очень редкие элементы, которые плохо или вообще не изучены. Это, в свою очередь, позволит узнать больше о мире и его материи.
Чтобы открывать новые частицы, нужно проводить эксперименты. В этом ученым и помогают коллайдеры. Установки воспроизводят процессы, которые в действительности происходят в природе, то есть сталкивают друг с другом заряженные частицы материи — протоны с протонами или электроны с позитронами. После этого собранные данные фиксируются и передаются на компьютер. У ученых есть возможность детально изучить результаты взаимодействия заряженных частиц.
Большой адронный коллайдер является самой крупной экспериментальной установкой в мире — в строительстве, которое длилось почти 10 лет, принимало участие более 10 000 ученых и инженеров из 100 стран. Затраты на создание БАК оцениваются в €4,6 млрд.
Сотрудники ЦЕРН создали онлайн-карту Большого адронного коллайдера, с помощью которой можно увидеть туннель, в котором он находится, и часть ускорительного кольца.
Виртуальный тур по БАК
Что нам скажет Википедия?
Большо́й адро́нный колла́йдер, сокращённо БАК (англ. Large Hadron Collider, сокращённо LHC) — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений. Коллайдер построен в ЦЕРНе (Европейский совет ядерных исследований), находящемся около Женевы, на границе Швейцарии и Франции. БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире. В строительстве и исследованиях участвовали и участвуют более 10 тысяч учёных и инженеров более чем из 100 стран, в том числе из России — 12 институтов и 2 федеральных ядерных центра (ВНИИТФ, ВНИИЯФ).
«Большим» назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м; «адронным» — из-за того, что ускоряет адроны: протоны и тяжёлые ядра атомов; «коллайдером» (англ. collider — сталкиватель) — из-за того, что два пучка ускоренных частиц сталкиваются во встречных направлениях в специальных местах столкновения — внутри детекторов элементарных частиц.
БАК сделал возможным столкновения протонов с суммарной энергией 13 ТэВ в системе центра масс налетающих частиц, что является мировым рекордом.
Идея проекта Большого адронного коллайдера 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 перспективе на текущее десятилетие предполагается переход БАК на режим работы высокой светимости (проект HL-LHC, High Luminocity LHC). Предварительные работы по этому проекту уже начались. Цель предварительных работ — повысить светимость коллайдера вдвое. За пару лет начиная с 2022 года (Run3) запланирован набор статистики на энергии 14 ТэВ объёмом 300 фб−1, что приблизительно втрое должно увеличить ранее полученные результаты, после чего планируется остановка на 2,5 года для значительной модернизации как ускорителя, так и детекторов. Предполагается повысить светимость ещё в 5—7 раз, за счёт увеличения интенсивности пучков и значительного усиления фокусировки в месте встречи. После запуска HL-LHC в 2026 году набор статистики продлится в течение нескольких лет, заявленная цель — 3000 фб−1.
