Адронный коллайдер, последние новости, фото, видео. Большой адронный коллайдер достиг рекордной светимости Результаты запуска адронного коллайдера 15 05
В День Победы в Европейской центре ядерных исследований (ЦЕРН, Женева) состоялся запуск нового линейного ускорителя Большого адронного коллайдера LINAC4. В церемонии запуска принял участие научный руководитель РФЯЦ - ВНИИТФ имени Е.И. Забабахина (ЗАТО Снежинск, Челябинская область), академик РАН Георгий Рыкованов. Он рассказал о церемонии запуска LINAC4, работе ядерного центра над элементами для инжектора и других направлениях сотрудничества с ЦЕРНом.
- Георгий Николаевич, в какой обстановке проходила церемония?
Церемонии подобного рода проходят одинаково что у нас в стране, что за рубежом. Перерезание ленточки, конечно, присутствовало, были и выступления - торжественные, не научные. Была возможность посетить этот ускоритель и несколько других установок. И конечно, было отведено время - около полутора часов - на общение, обмен мнениями. Некоторые участники работ раньше не встречались.
- Удалось посмотреть на то, как «вжились» наши элементы ускорителя?
Мы видели и раньше, так как ездили на предварительный монтаж. Это было года два назад. Сейчас оборудование соединено с источником протонов, предварительной частью ускорения, потом идет наша часть ускорения от 50 до 100 с небольшим МэВ (миллиэлектронвольт. - Прим. АН «Доступ»), а за ней - так называемое высокочастотное ускорение до 150 МэВ - это уже не Россия делала.
- Какое время прошло между точкой в монтаже линейного ускорителя и церемонией открытия?
Первое предложение относительно того, чтобы заменить источник протонов, сотрудниками ЦЕРНа было выдвинуто в 1996 году, а мы (новосибирский ИЯФ имени Будкера СО РАН и снежинский РФЯЦ - ВНИИТФ имени Забабахина) над этим проектом начали работать приблизительно с 2004-2005 годов.
- Сколько сотрудников РФЯЦ - ВНИИТФ было задействовано?
Сколько именно, мне сложно сказать - работа была комплексная. Так, специалисты КБ-1 занимались проектированием. Наша задача состояла в том, чтобы спроектировать некие элементы ускорителя, изготовить, покрыть их медью и отправить в ИЯФ. Там монтировали дополнительное оборудование, трубки дрейфа. После этого поставляли в собранном виде элементы ускорителя в ЦЕРН. Специалистов было задействовано достаточно много. И у всех остались приятные воспоминания об этой работе. Части из них удалось побывать в ЦЕРНе, когда обсуждалась конструкция, проводились поставки. Самое главное, что удалось достичь уровня изготовления элементов деталей выше, чем у конкурирующих европейских фирм.
Участие ВНИИТФ в этом проекте - признание высокого научно-технического потенциала предприятия. Что здесь более привлекательно - коммерциализация проекта или работа на рейтинг?
Когда речь идет о науке, о серьезной коммерции говорить не приходится, потому что это все-таки разовые работы. Вы что-то сделали и должны через какое-то время искать новые аналогичные работы. Здесь можно отметить две стороны. Первая - репутационная. Уже сложилась репутация надежного поставщика и вообще квалифицированных исполнителей в лице кооперации ИЯФ и ВНИИТФ. Второе, конечно, технологический прорыв. Наши технологи, конструкторы и завод подтянулись немного, освоили новые технологии, ведь эта работа идет на переднем фронте науки, и требования там достаточно жесткие по качеству изготовления, от этого зависят, вообще говоря, характеристики ускорителя.
Академики РАН Георгий Рыкованов и Александр Скринский, Женева, 2017
- Присутствовала ли конкурентная борьба?
Была, действительно, борьба, однако нам помогло то, что когда эти работы разворачивались, существовал Международный научно-технический центр (МНТЦ) и мы смогли предложить достаточно приемлемую цену за их выполнение.
- Работе над линейным ускорителем предшествовали какие-то совместные проекты с ЦЕРНом?
Было несколько работ. О них можно долго рассказывать. Коллеги из КБ-1 проектировали опорные структуры детектора ATLAS. Заводчане изготавливали элементы переднего калориметра для детектора CMS - в 2002 году за эту работу ВНИИТФ был награжден Золотой медалью ЦЕРНа. Там тоже были свои технологии оригинальные, современные, которыми мало кто владел.
- Над чем пришлось поработать особым образом?
Наш институт не является законодателем мод в области ускорителей. Поэтому наша основная часть - конструирование, технология и изготовление. Все это потребовало серьезной работы. Стальные детали нужно было покрыть 30 микронами меди, причем поверхность должна быть очень гладкой - от этого зависели качественные параметры ускорителя. Покрыть медью было просто, а вот с нужным качеством - достаточно сложно. Это удалось сделать с помощью электрохимии. Все эти работы наши технологи и заводчане выполнили с честью.
- Насколько специалисты ЦЕРНа и нашего института довольны результатом?
В этой работе участвовали специалисты из Польши, Испании, Индии, Пакистана и России. Я узнал из третьих рук, что специалисты ЦЕРНа были крайне удивлены, когда элементы конструкции, которые мы им поставили, после сборки не пришлось даже настраивать. Большинство же сотрудников ВНИИТФ отмечали, что с удовольствием участвовали в этой работе, потому что это возможность проверить свои силы, показать себя, получить международное признание и участвовать в научной деятельности.
Участие в международном проекте поможет приоткрыть для института двери для дальнейших таких же масштабных работ?
Я ездил в ЦЕРН как раз для того, чтобы договориться о последующем сотрудничестве. Как раз сейчас планируется переход на новое качество ускорителя, так называемый High-Luminosity ускоритель повышенной яркости, что позволит сократить время для набора статистики. Одно дело, когда вы проводите эксперимент, скажем, в течение трех лет, а другое, когда вам для сбора статистики хватает и года. Нас пригласили участвовать в конкурсе по работам для нового ускорителя. Но для этого, как выяснилось, нам нужно будет осваивать новые технологии - технологии изготовления сверхпроводящих ВЧ-резонаторов, которых в России нет. Будем делать это вместе с ИЯФ, а дальше посмотрим. Получится - будем участвовать в конкурентной борьбе. Предполагается, что с 2025 года начнется уже серийное изготовление элементов нового ускорителя.
- Говоря о будущих работах, вы говорили о новом High-Luminosity ускорителе. Он уже придет на смену LINAC4?
LINAC4 - это только инжектор для ускорителя, а дальше идет еще несколько колец, которые используются как элементы хранения протонов, потом уже основной ускоритель LHC, на котором как раз производятся все эксперименты.
Фото и текст пресс-службы РФЯЦ - ВНИИТФ
Завершилась на мажорной ноте. Несмотря на поздний запуск и проблемы с одной из вакуумных секций , преследовавшие техников практически весь год, коллайдер все же смог выполнить планы по набору данных и даже превысил их (рис. 1). Интегральная светимость, набранная за 2017 год, достигла 50 fb −1 в детекторах ATLAS и CMS и почти 2 fb −1 в специализированном детекторе LHCb. Полная статистика сеанса Run 2 приближается к отметке 100 fb −1 . Она, конечно, пока еще целиком не обработана, но первые предварительные результаты с учетом статистики 2017 года ожидаются уже этой весной.
Интересно сравнить ход набора данных в 2017 году по сравнению с графиками прошлых лет (рис. 2). Стараясь справиться с технической проблемой, ограничивавшей количество сгустков в пучках, специалисты научились фокусировать их еще сильнее: параметр beta* удалось уменьшить до 30 см. В результате пиковая светимость временами достигала 200% от номинальной. Это позволило физикам впервые реализовать в детекторах ATLAS и CMS такую опцию как «выравнивание светимости» (luminosity leveling). В таком режиме работы светимость коллайдера искусственно понижается в первые часы столкновений небольшим разведением пучков в стороны; она не задирается по максимуму, а держится на постоянном уровне (рис. 3). Это позволяет вести работу в более-менее одинаковых условиях на протяжении длительного времени и упрощает последующий анализ данных. Выравнивание светимости уже давно применяется в детекторе LHCb, но через несколько лет его придется делать и в основных детекторах ATLAS и CMS. Поэтому нелишним было опробовать такой режим уже сейчас, раз пиковая светимость это позволяет.
Программа протонных столкновений завершилась в 2017 году двумя специальными сеансами. Первый - столкновения с расфокусированными пучками, в которых протоны движутся с исключительно малыми поперечными импульсами. Такая конфигурация открывает возможности для изучения мягких адронных процессов. Второй специальный сеанс - это столкновения на пониженной энергии 5,02 ТэВ против обычных 13 ТэВ, который будет полезен для сравнения ядерных столкновений с протонными. Во время этого сеанса, между прочим, специалисты из коллаборации LHCb продемонстрировали чудеса коллайдерной эквилибристики. Они впрыснули прямо в вакуумную трубу , по которой летают протоны, небольшую порцию газообразного ксенона. В результате детектор умудрялся наблюдать одновременно и обычные протон-протонные столкновения, и соударения протонов с неподвижной мишенью - ядрами ксенона.
Изюминкой 2017 года стал короткий сеанс столкновений ядер ксенона. До сих пор LHC работал только с протонами и ядрами свинца. Однако для изучения ядерных эффектов при сверхвысоких энергиях полезно проверить и ядра промежуточных масс. Такой сеанс прошел 12 октября , он продлился восемь часов, и в ходе него все четыре основных детектора регистрировали результаты столкновений (рис. 4).
Рекордами похвастался и IT-отдел ЦЕРНа. Полный объем сырых данных о столкновениях на LHC, накопленный за все время его работы, уже превысил 200 петабайт, которые хранятся на магнитных лентах для более надежной сохранности. Темп поступления данных тоже колоссальный: за один только октябрь поступило 12 петабайт информации о столкновениях.
Наконец, ЦЕРН напоминает, что его исследования не замыкаются на одном лишь Большом адронном коллайдере. В видеоролике CERN in 2017: a year in images пресс-отдел ЦЕРНа собрал воедино самые впечатляющие научные и технические достижения лаборатории в минувшем году.
Данное событие знаменует собой начало очередного "сезона" работы коллайдера, которые следует за периодом технической остановки, длившегося в данном случае 17 недель. В течение прошлого месяца специалисты Европейской организации ядерных исследований CERN занимались завершением регламентных работ и обслуживания оборудования коллайдера, которые были начаты в декабре 2016 года. На прошедших выходных были выполнены окончательные проверки работоспособности каждого отдельного узла и всего коллайдера в целом, и 1 мая группа управления коллайдером осуществила его полноценный запуск.
Напомним нашим читателям, что Большой Адронный Коллайдер останавливается каждую зиму на своего рода "каникулы", в течение которых инженеры и обслуживающий персонал производят крупномасштабные ремонтные работы и работы по модернизации оборудования. Период "каникул" в этом году был длиннее, чем в предыдущих годах, что дало инженерам возможность произвести более сложные работы. К этим работам относится замена некоторых секций сверхпроводящих магнитов, установка нового поглотителя и устройства фокусировки в синхротроне Super Proton Synchrotron, замена достаточно большого количества электрических кабелей.
Произведенные за каникулы модернизации позволят коллайдеру вырабатывать лучи протонов большей яркости, что, в свою очередь, позволит ученым наблюдать за достаточно редкими процессами. "Нашей целью является достижение интегрированной яркости в 45 фемтобарнов^-1 (в прошлом году интегрированная яркость составляла 40 фемтобарнов^-1)" - рассказывает Ренде Штееренберг (Rende Steerenberg), глава группы, осуществляющей управление работой коллайдера, - "Яркость можно увеличить разными способами. Можно просто "загнать" больше лучей протонов в одну точку пространства, а можно и увеличить плотность одного луча. Эти два способа дают разные результаты по стабильности луча, и мы еще не знаем, какой из способов будет самым приемлемым".
В 2016 году коллайдер смог обеспечить стабильность лучей протонов, при которой становится возможным проведение экспериментов и сбор данных, в 49 процентах от общего времени работы ускорителя. А в позапрошлом году этот показатель составлял около 35 процентов. В ходе нынешнего этапа работы коллайдера исследователи планируют еще больше увеличить данный показатель.
В течение первых недель работы в недрах коллайдера будет циркулировать несколько лучей протонов, которые будут использоваться дли проверки работоспособности и калибровки оборудования. Затем количество протонов в ускорителе будет постепенно повышаться, пока их количества не станет достаточным для начала проведения первых столкновений и начала сбора научных данных.
Большой адронный коллайдер , сокращённо БАК (англ. Large Hadron Collider, сокращённо LHC) - ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов 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. «Большим» назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м; «адронным» - из-за того, что он ускоряет адроны, то есть тяжёлые частицы, состоящие из кварков; «коллайдером» (англ. collider - сталкиватель) - из-за того, что пучки частиц ускоряются в противоположных направлениях и сталкиваются в специальных точках столкновения.
Впрочем, мнения специалистов, которые принимают участие в работе БАКа, на данный момент разделились. Некоторые из них прогнозируют невероятный прорыв в научной сфере и открытие ранее неизвестных человечеству областей. Но есть и те, кто предупреждает, что разгон атомных частей может привести к образованию настоящей черной дыры, которая может поглотить не только нашу планету, но и всю Солнечную систему. Более того, отдельные личности утверждают, что запуск коллайдера однажды может разрушить барьер между реальным и потусторонним мирами. Наконец, те, чья фантазия работает на все 100%, предположили, что со дня на день БАК может вообще открыть врата ада – параллельного мира, из которого в наш мир ринется огромное количество нечисти.
По словам некоторых специалистов, уже сейчас во время запусков коллайдера над Европой начали происходить различные аномальные явления. Даже старый ускоритель являлся причиной заметных изменений на планете, а как только будет запушен ускоритель нового типа – ситуация вообще может выйти из под контроля специалистов.
Примечательно, что в минувшем году доктор Эдвард Мантилла, и вовсе, покончил с собой. Мантилла работал в ЦЕРНе, однако перед своей гибелью решил уничтожить огромное количество наработок, которые хранились в памяти компьютеров, к которым у него был доступ.
«Мы сегодня стоим на пороге величайшего открытия или даже конца мира. В скором времени это будет известно, нам остается лишь надеяться на то, что высшие силы, которые снова простят человечеству глупость, не допустят на Земле Апокалипсиса», - написал Мантилла в записке перед своей гибелью.
Как сообщает сетевое издание "Глобальная авантюра" , 9 мая 2017-го года в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) запущен новый линейный ускоритель протонов – Linac 4, в задачу которого входит повысить производительность Большого адронного коллайдера. Как сообщается в пресс-релизе, для построения этого 90-метрового устройства, способного разгонять элементарные частицы до околосветовой скорости, потребовалось десять лет.
Новый инжектор протонов заменит Linac 2, запущенный четыре десятилетия назад. Linac 4 сможет разгонять пучки отрицательных ионов водорода до энергии 160 МэВ. Это в три раза больше, чем его предшественник.
Как вчера заявил Raymond Veness (входящий в «комитет девяти» сотрудников ЦЕРН), с запуском Linac 4 открылись новые, огромные возможности и 15 мая они планируют впервые запустить Большой адронный коллайдер на максимальную мощность и попытаться «открыть Врата в Параллельный Мир».
Крупнейшая в мире европейская организация по ядерным исследованиям, известная как ЦЕРН (CERN), официально учреждена летом 1953-го года и долгое время широкой публике совершенно не было дела до того, что там происходит. Однако с появлением интернета, то есть возможностью людей быстро находить информацию, обмениваться информацией, мир вдруг узнал про ЦЕРН поистине много нового.
В частности, логотип ЦЕРН при ближайшем рассмотрении представляет собой выставленные по оси и немного повернутые шестерки:
Далее, вдруг как-то так оказалось, что на барельефах Pilier des Nautes (так называемого «Столпа корабельщиков»), поставленного в Париже в 1 веке (тогда город носил название Лютеция) изображено рогатое существо, носящее имя (как следует из надписи) CERNUNNOS.
Как так получилось, что имя демонического божества древней Европы совпало с аббревиатурой центра ядерных исследований - никто не знает. Равно как никто не знает и что на территории CERN делает статуя Шивы, древнего индийского бога разрушения.
Причем что самое удивительное, статуя изображает не просто Шиву, а Шиву, исполняющего космический танец Nadanta (или Tandavam, в зависимости от контекста) - то есть ритуальный танец, открывающий Врата Бездны.
Врата Бездны, Звездные Врата, порталы в другие миры и древнеиндийская космология вполне могут рассматриваться как некая аллегория - мол, живущие в ЦЕРН физики-ядерщики так развлекаются. Однако как свидетельствуют сами физики - им в ЦЕРН живется совсем не весело.
По сути почти все они являются там настоящими пленниками жесточайшей контрольно-пропускной системы, которая не снилась самому ЦРУ. Все передвижения, все коммуникации с внешним миром и друг с другом строго регламентированы.
Некоторые пытаются что-то обнародовать после командировок в ЦЕРН, но тут же «попадают под машину», «выпрыгивают из окон» или вообще исчезают бесследно. Поэтому о том что в ЦЕРН происходит на самом деле, публика может только догадываться, осмысливая комментарии известных физиков, таких как, например, Стивен Хокинг. Он достаточно популярно объясняет прессе что такое Большой адронный коллайдер, (Large Hadron Collider, LHC).
Британский физик Питер Хиггс в 1964 году провел расчет столкновения двух пучков протонов, разогнанных до энергии в 100 миллиардов ГэВ (гигаэлектронвольт). В итоге столкновения двух отдельных протонов должна появляться гипотетическая частица, названная в честь этого ученного бозоном Хиггса, или как впоследствии назвал её нобелевский лауреат Леон Ледерман - «проклятая частица» (goddamn particle).
В ходе публикации главный редактор самостоятельно изменил название частицы, обозвав бозон Хиггса «частицей бога», однако первоначальное название представляется более правильным. По словам Стивена Хокинга облако из бозонов Хиггса будет представлять собой быстро растущую сферу из нестабильного вакуума, в котором понятия пространства и времени перестанут существовать. Сфера будет расти со скоростью света и такой небольшой объект как наша планета она поглотит в один миг.
Теоретически и практически вряд ли, конечно же, создатели CERN настолько безмозглые и не понимают, что делают. Скорее наоборот, они всё знают и понимают, в частности знают и понимают то, чему простых парней вроде Стивена Хокинга в университетах не учат.
Итальянский физик Серджио Бертолуччи (Sergio Bertolucci), назначенный владельцами CERN официальным главным руководителем над исследованиями, еще в 2009-и году сделал для прессы некоторые намеки на то, чем CERN занимается на самом деле. По его словам Большой андронный коллайдер это как дверь в другие, неизвестные измерения, в которые что-то можно отправить. Или наоборот - из которых нечто можно попросить в этот мир прийти.
Естественно, официально никто из CERN никогда прямо не скажет людям правду, однако действительно, если посмотреть на фотографии LHC, большой андронный коллайдер действительно напоминает или те самые звездные врата из фантастических фильмов,или непонятные механизмы, запечатленные на глиняных табличках древнего Вавилона, барельефах храмов древней Индии и Центральной Америки.Образованные люди достаточно быстро провели все параллели, попутно обращая внимание на следующее странное совпадение: как только в медиа появляются официальные пресс-релизы и прочие сообщения CERN о том, что физики включают нечто новое или испытывают - в небе над планетой, а иногда прямо над CERN облака вдруг начинают принимать странную конфигурацию. Образуются новые сильные шторма и торнадо, а иногда даже случаются и большие землетрясения. Но похоже, тех, кто стоит за этими страшными экспериментами, это мало волнует.
В отличие от сотрудников ЦЕРН, которые понимают к чему это может привести. Таких как доктор Эдвард Мантилла, физика из ЦЕРН, который в 2016 году совершил самоубийство, когда понял, какую опасность для планеты представляет ЦЕРН и его исследования.
Сегодня на календаре 16 мая. Будем надеяться, что все же ученые сделают научный прорыв, а не откроют "Врата ада".
С обзором материалов интернета по теме
Татьяна Колесникова
СМИ не определились, ждет планету уничтожение или вторжение демонов
Ряд средств массовой информации в очередной раз облетела новость, что физики, работающие в Европейской организации по ядерным исследованиям, своими экспериментами, касающимися Большого адронного коллайдера уже в самое ближайшее время спровоцируют конец света. При этом апокалипсис, по версии СМИ, должен принять форму огромной черной дыры, которая засосет нашу галактику, или же нашествия демонов из параллельных миров.
Согласно распространяющемуся слуху, чёрная дыра или таинственный портал должны появиться в результате запуска нового ускорителя частиц. В некоторых СМИ даже содержатся утверждения, что учёные хотят открыть портал в параллельные миры намеренно. Естественно, на официальном сайте CERN и в научных изданиях информации такого рода не содержится.
По всей вероятности, речь в сообщениях идёт о под названием LINAC-4. Напомним, многие его элементы были разработаны и изготовлены российскими специалистами, а также в его разработке принимали участие учёные из ряда европейских стран. Новая установка, как ожидается, позволит значительно увеличить производительность Большого адронного коллайдера. Запущен LINAC-4 был 9 мая, пусть в некоторых сообщениях упоминается, что работать он должен начать сегодня.
Слухи о том, что испытания мощного ускорителя частиц чреваты глобальным катаклизмом, время от времени звучат с начала века, когда началось строительство Большого адронного коллайдера. Впрочем, серьёзные специалисты относятся к подобным сообщениям весьма скептически. На данный момент все открытия, совершённые с помощью БАК, представляют собой пусть весьма любопытные, особенно для учёных, но ни в коей мере не мистические явления. Наиболее значимым из достижений, полученных с помощью коллайдера, остаётся открытие бозона Хиггса - частицы, предсказанной шотландским физиком Питером Хиггсом в 1964 году в рамках Стандартной модели и долгое время представлявшего собой нечто вроде её «недостающего элемента. Зафиксировать бозон удалось в 2012 году.
В исследованиях, проводимых с помощью коллайдера, за время его существования приняли участие более 10 тысяч учёных и инженеров из 100 с лишним стран.
