БАК возобновил работу после «зимней спячки»
Европейский центр ядерных исследований (ЦЕРН) провел первые в 2017 году столкновения протонов в Большом адронном коллайдере (БАК). БАК — 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. Зимой работа установки приостанавливается на время ремонта и обновления оборудования. В 2017 году первые пучки протонов появились в ускорителе 29 апреля: в ходе тестов инженеры испытали радиочастотные резонаторы, «разгоняющие» частицы, и поэтапно повысили их кинетическую энергию до необходимых 6,5 тераэлектронвольта. Также ученые провели настройку коллиматоров и магнитов, регулирующих траекторию и форму пучка. Работа основных детекторов БАК — LHCb, ALICE, ATLAS и CMS — возобновилась 10 мая. Ключевыми задачами предварительных столкновений выступили тестирование систем, в частности оценка положения точки столкновений, и проверка управляемости протонных пучков. В таких испытаниях используются пучки из небольшого числа сгустков (от десяти до более чем двух тысяч) и значительно меньшего, по сравнению с экспериментами, количества частиц. Постепенно сотрудники проекта увеличат плотность сгустков и число протонов — это позволит ускорить сбор статистических данных за счет ускорения темпов столкновений. В 2016 году интегральная светимость БАК достигла 40 обратных фемтобарн. Интегральная светимость отражает частоту столкновений частиц с учетом времени работы установки. Согласно пресс-релизу ЦЕРН, 40 обратных фемтобарн соответствуют 6,5 миллионам миллиардов столкновений. План на текущий год предполагает повышение величины до 45 обратных фемтобарн. К концу нового сезона в БАК, в отличие от двух предыдущих, 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 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 также 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. Ранее ATLAS зафиксировал вероятный избыток пар бозон слабого взаимодействия — бозон Хиггса. Несмотря на низкую статистическую значимость, измерения требуют дополнительной проверки. В апреле ЦЕРН также объявил о регистрации возможного нарушения лептонной универсальности распада нейтрального B-мезона на лептонную пару и возбужденный каон. Согласно Стандартной модели, вероятность распада с получением разных поколений лептонов в этом случае должна быть равна (лептонная универсальность). Однако результаты показали, что на каждые три появления электрон-позитронной пары приходится только две пары мюон-антимюон. О возобновлении работ сообщается на сайте Центра.
