Адронный коллайдер в россии где находится
Почему коллайдер, который начали строить в СССР так и не закончили?
В ста километрах от Москвы, в лесах, под землю буквально зарыт клад. Речь не о сундуках с золотом и драгоценными камнями. Рядом с Москвой на глубине 60 метров покоится настоящий адронный коллайдер.
Этот проект должен был стать вершиной научной революции 80 годов. Небольшой научный городок Протвино, расположенный рядом с коллайдером, стал бы центром притяжения мировой науки. Однако ускоритель частиц так ни разу и не запустили.
Почему строительство крупнейшего в мире адронного коллайдера остановили, а проект заморозили? Фактрум собрал самые интересные факты о советском ускорителе частиц.
Самый большой коллайдер в России и в мире
Судьба у советского коллайдера сложная. Его то начинали активно строить, то почти полностью забрасывали. Самые глубокие тоннели ускорителя удалены от поверхности на 60 метров. По общей протяжённости коллайдер не уступает кольцевой линии московского метро. И вся эта огромная махина, спрятанная в лесах Подмосковья, не закончена.
Сам город Протвино появился в 1965 году. До этого на его месте существовал закрытый научный посёлок Серпухов-7. Учёные, которые жили в закрытом городе, работали на действующем тогда протонном синхротроне. Этот ускоритель по задумке учёных должен был стать частью огромного советского коллайдера. Место для строительства синхротрона и коллайдера было выбрано не случайно. Эта часть Подмосковья раньше была дном моря, что делало грунт недосягаемым для сейсмическим толчков.
Адронный коллайдер в СССР: взлёты и падения
В начале восьмидесятых, когда на реализацию проекта дали добро, в мире не существовало аналогов. Мощности американского Тэватрона и швейцарского суперколлайдера были значительно ниже. В 1983 году появились первые вертикальные шахты для бурения тоннелей. Однако бурить твёрдую породу — неблагодарное дело. Работы шли вяло, за несколько лет машины «прогрызли» лишь полтора километра породы. В 1988 году СССР выделил дополнительные средства на покупку зарубежных бурильных установок. Машины не только создавали тоннели, но и выстилали дно бетонными «подушками» с металлоизоляцией. Работы ускорились.

В 1988 году основной кольцевой тоннель был готов на 70%, канал инжекции (для перевода ускоренных частиц из синхротрона в коллайдер) — на 95%. На земле выросло более 20 специальных площадок для размещения инженерных коммуникаций. Казалось бы, до светлого будущего оставался последний рывок. Но финансирование вновь прекратилось. В 1991 году бюджет проекта урезали, а во время кризиса в 1998 году деньги вообще почти иссякли. Просто бросить недостроенный объект значило бы обречь Подмосковье на экологическую катастрофу. Началась консервация.
Оставшуюся треть тоннеля строили четыре года. Однако запустить коллайдер после этого было невозможно. Тоннели не имели достаточного количества магнитной «обшивки», которая создаёт поле и разгоняет частицы. При этом канал инжекции был полностью закончен. Кроме того, завершилось строительство инженерных залов и установка нейтринного телескопа на озере Байкал, который должен был «ловить» частицы.
Бесславный конец заброшенного ускорителя элементарных частиц
Сегодня на содержание советского коллайдера тратятся миллионы. Ежегодно необходимо откачивать воду из тоннелей, укреплять стенки и бетонировать сталкерские ходы. Большой адронный коллайдер, который запустили в 2008 году, поставил крест на идее возрождения русского ускорителя. Более того, в России уже ведётся строительство более современного (хотя и менее крупного) коллайдера НИКА в подмосковной Дубне.

Содержать советский коллайдер «вхолостую» крайне затратно. Из-за этого активно рассматриваются идеи по реновации проекта. Самое перспективное направление — создание на базе ускорителя огромного аккумулятора-накопителя. Такая «батарейка» разгрузит электрические сети Москвы. Но все идеи требуют немалого финансирования, которое и является камнем преткновения. Даже просто залить советский коллайдер бетоном — дорогое удовольствие.
Сделано в России. В подмосковной Дубне началось строительство коллайдера NICA. : cycyron — LiveJournal
Оригинал взят у sergpodzoro в Сделано в России. В подмосковной Дубне началось строительство коллайдера NICA.Одно из забытых чудес СССР, находящееся на границе Московской и Калужской областей - тоннель УНК (ускорительно-накопительного комплекса протонов, протонного коллайдера).В СССР проект протонного коллайдера не был реализован. Руины чудес СССР. Тоннель Протвинского ускорителя элементарных частиц как забава для диггеров. Сейчас уже Россия решила построить новый коллайдер ...
В наукограде Дубна, на территории международного Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) состоялась церемония закладки первого камня в основание комплекса строительных зданий и сооружений российского сверхпроводящего коллайдера класса мегасайенс NICA.
Экспериментальная программа на ускорительно-экспериментальном комплексе NICA будет очень широкой. Исследования свойств барионной материи в экстремальных условиях и ее фазовых переходов, изучение природы спина нуклона и поляризационных явлений. Инновационно-исследовательские работы в области материаловедения и создания новых материалов. Медицины и пучковой терапии, радиобиологии, электроники, исследований по тематике программ Роскосмоса, утилизации и переработки радиоактивных расходов, создания новых безопасных источников энергии, криогенной техники.
По мнению Григория Трубникова, член-корреспондента РАН, вице-директора ОИЯИ, NICA будет первым проектом в России, который официально обретет статус мега-сайенс проекта. Важно, что NICA получит государственную поддержку. Всё это даст колоссальный импульс к развитию, даст сигнал странам, которые не являются странами-участницами ОИЯИ, но хотят участвовать в проекте NICA. Ряд стран, таких как Китай, Италия, Германия и Южная Африка, уже сегодня готовы присоединиться к проекту.
Первый запуск планируется произвести через три года, а на полную мощность комплекс должен заработать к 2023 году. Это один из самых амбициозных научных проектов России. Наша страна берет на себя основные расходы. Но серьезный вклад вносят и зарубежные учредители института — 18 государств и еще 6 стран, которые являются ассоциированными членами.
Целью проекта «Комплекс сверхпроводящих колец на встречных пучках тяжелых ионов NICA» является создание ускорительно-экспериментальной базы мирового уровня для проведения фундаментальных исследований сверхплотного ядерного вещества, спиновой структуры адронов, а также для выполнения широкого спектра инновационных и прикладных работ.
Коллайдер позволит ускорять и сталкивать тяжелые ядра, вплоть до золота, с рекордными параметрами в требуемом диапазоне энергий, обеспечит столкновения поляризованных ядер. Комплекс состоит из трех крупных блоков — ускорительного, научно-исследовательского, инновационного.
Ускорительный блок включает уже функционирующие источники ядер, в том числе поляризованных, линейный ускоритель и кольцевой ускоритель Нуклотрон, запущенный в 1993 году. Последний основан на криогенных технологиях, разработанных в Дубне, и является вторым по мощности сверхпроводящим ускорителем в Европе после Большого адронного коллайдера.
В научно-исследовательском блоке предусматривается развитие существующей экспериментальной базы на пучках Нуклотрона — установка [email protected], и создание детекторов для коллайдера NICA — многоцелевой детектор MPD и детектор для экспериментов с поляризованными ядрами SPD. При создании ускорительных и детекторных элементов используется опыт, накопленный при подготовке экспериментов на Большом адронном коллайдере в Европейском центре ядерных исследований, а также в научно-исследовательских лабораториях США, Европы и Японии, следует из пресс-релиза.
Инновационный блок включает существующие зоны, которые будут развиты и дополнены новыми для проведения прикладных исследований в различных областях, в том числе альтернативной ядерной энергетики, углеродной лучевой терапии, тестирования на пучках ионов высоких энергий электронных компонентов и биологических объектов в рамках космических программ. Для проведения этих работ привлекаются высокотехнологичные отрасли промышленности России.
«Нуклотрон»
Площадка, на которой был заложен первый камень коллайдера NICA
По современным теоретическим представлениям материя может находиться в нескольких состояниях: адронном, кварк-глюонном и так называемой смешанной фазе, состоящей из композиции первых двух состояний.
Кварк-глюонная материя и ее переход в привычный для нас мир частиц могут быть воссозданы в экспериментах на ускорителях путем столкновения тяжелых ионов.
Для этого нужны не очень высокие по современным понятиям энергии столкновения — всего лишь порядка 10 ГэВ. Это гораздо меньше, чем энергии Большого адронного коллайдера и релятивистского коллайдера тяжелых ядер (RHIC) из Брукхейвенской национальной лаборатории, расположенной близ Нью-Йорка (США). Для сравнения: на БАК сейчас проходят столкновения протонных пучков с энергией 8 ТэВ.
Ионный ускоритель
Авторы называют проект NICA «Вселенной в лаборатории». «Главная задача проекта NICA — изучение плотной барионной материи в той области энергий, где она достигает максимальной плотности, — рассказывает директор лаборатории физики высоких энергий (ЛФВЭ) ОИЯИ Владимир Кекелидзе. — Вторая задача — изучение спиновой структуры нуклонов.
Мы хотим воссоздать „мини-большой взрыв“ в лаборатории. В первые миллисекунды после Большого взрыва произошло формирование нашего мира.
То, что было в самом начале, — это кварк-глюонная плазма, кирпичики мироздания, которые изучают в ЦЕРН. Как из этих кирпичиков мироздания родился тот мир, в котором мы живем, как возникли протоны и нейтроны, мы хотим воссоздать в нашей лаборатории, сталкивая атомы золота». Лауреат Нобелевской премии по физике 2004 года Дэвид Гросс, присутствовавший на церемонии начала строительства, также отметил, что впечатлен масштабом предстоящих исследований: «Будет интересно понять, как вели себя кварки в условиях ранней Вселенной», — отметил ученый.
Это не единственный в мире проект по изучению барионной материи. В США уже введен в строй ионный коллайдер RHIC. Однако он не позволяет достичь нужной барионной плотности, подобной веществу нейтронной звезды.
В Германии разрабатывается проект FAIR. FAIR — это коллайдер с фиксированной мишенью, в нем пучок частиц ударяется по мишени, при этом часть энергии тратится на движение системы, что приводит к потерям энергии. В коллайдере NICA два пучка сталкиваются между собой, что энергетически выгодно, однако сложно точно совместить пучки для достижения большой светимости — высокой интенсивности сигнала распада.
На вопрос корреспондента отдела науки о том, поможет ли проект NICA пролить свет на загадки темной энергии и темной материи, Кекелидзе ответил:
«Напрямую проект NICA не связан с этими понятиями, но поскольку мы будем проводить эксперименты с высокой барионной плотностью, возможно, мы найдем что-то проливающее свет на эти вопросы. Речь идет о темной материи, а не о темной энергии».
По словам вице-директора ОИЯИ Рихарда Ледницки, стоимость проекта NICA составляет более $500 млн. 80% бюджета оплачивает Россия. Проект NICA международный. Оборудование и программное обеспечение разрабатывают специалисты из Украины, Германии, Италии и других стран. В 2010 году был подписан договор с ЦЕРН о взаимовыгодном сотрудничестве.
В то же время многие компоненты изготавливаются в России. В ОИЯИ действует завод по изготовлению сверхпроводящих магнитов, в том числе для NICA.
Завод по изготовлению сверхпроводящих магнитов
Проект имеет множество инновационных приложений, помимо фундаментальной науки. Установки ОИЯИ позволяют исследовать влияние ионных пучков на организм живых существ. Развивается адронная терапия, направленная на лечение рака.
via
+ Оригинал взят у sergpodzoro в Руины чудес СССР. Тоннель Протвинского ускорителя элементарных частиц как забава для диггеров.
Оригинал взят у sergpodzoro в Руины чудес СССР. Тоннель Протвинского ускорителя элементарных частиц как забава для диггеров.Недавно в России заложен новый коллайдр. Сделано в России. В подмосковной Дубне началось строительство коллайдера NICA. Последее время все говорили о коллайдере в Церне...
Но мало кто знает про одно из забытых чудес СССР, находящееся на границе Московской и Калужской областей - тоннель УНК (ускорительно-накопительного комплекса протонов, протонного коллайдера). Представляет собой кольцо разных диаметров (самый маленький больше тоннеля метро) с техническими выработками и помещениями на глубине от 20 до 60 метров. Длина всего кольца больше 21 километра, что сравнимо по масштабам и затратам на строительство разве что с кольцевой линией московского метрополитена со всеми её сооружениями гражданской обороны.
Но грандиозной идее строительва там и не суждено было до конца сбыться. В конце 90-х сооружение перестали достраивать, потом поставили на консервацию, а на сегодняшний момент оно находится и вовсе в полузаброшенном состоянии. Астрономические финансы, затраченные на постройку, труд сотен рабочих в течении десятка-двух лет, как и сама идея самого большого колайдера в СССР, а позже РФ просто напросто забыты.
До сих пор действующий ускоритель в наукограде Протвино (так называемый У-70, его энергия 70 ГэВ, длина кольцевого зала на поверхности земли полтора км) должен был выполнять для него только функцию запуска протонов внутрь этого огромного кольца, где в свою очередь под действией ускоряюще-фокусирующей системы разгонялись бы до энергий 600 ГэВ (первая ступень УНК) и 3 000 ГэВ (вторая - сверхпроводящая- ступень УНК)
В настоящее время вся эта невероятно масштабная постройка находится на состоянии полуконсервации, оставшиеся рабочие успевают разве что заделывать дырки в тюбингах, из которых сочится грунтовая вода, и со скоростью сто метров в десять лет делаются попытки довести хотя бы тоннель до полной кондиции.
Теперь государство выделяет финансирование разве что на частичное поддержание удовлетворительного состояния, освещение и электричество для работы насосов и охрану строительных площадок УНК. Вот такая история одного из многих несбывшихся чудес величия канувшей в лету страны.
Но не бывает худа без добра. Теперь это место стало чуть ли не вожделенной Меккой для любителей индустриального туризма и различных субкультур экстримальных течений. Отдельно стоит написать про несколько электровозов, находящиеся на кольце, которые находятся ещё в рабочем состоянии (внизу по всему кольцу проложенна действующая узкоколейка, по которой можно покататься если победишь в игре "Где опять спрятали электровоз"), и которые периодически ломаются и снова чинятся, спускаются с рельс и снова ставятся на рельсы как остатками местных рабочих так и другим неофициальными посетителями протвинского коллайдера.
Хотя действительно неофициально (потому что официального посещения этого места не существует в приниципе) спуститься вниз и посмотреть на все это могут и способны только небольшое количество людей. И не стоит забывать про местное отделение милиции, которое всегда радо своим новым посетителям :)
Коллайдер NICA в Дубне | Журнал Популярная Механика
В подмосковной Дубне продолжается строительство ускорительного комплекса NICA. «Популярная механика» выяснила, что собираются искать на нем ученые и когда ждать новых открытий.
На встречу мы сильно опоздали. Ночью ударил внезапный мороз, и паром, который должен был перевезти нас через Волгу, задержался часа на полтора, пока расчищали наросший у берега лед. Зато появилось время на то, чтобы обстоятельно объяснить всей нашей команде, для чего пришлось грузить в багажник фототехнику и с раннего утра отправляться на дальний край Подмосковья. Начать пришлось издалека — с самого рождения мира.
Три минуты космоса
Вселенная возникла около 13,8 млрд лет назад, и уже вскоре в ней зажглись первые светила. Самые ранние звезды, которые способны различить современные телескопы, появились всего лишь 200 млн лет спустя после Большого взрыва. Но древнейший свет, который мы можем видеть, еще старше и произведен не ими. Это фотоны микроволнового фона, которые сохранились с того момента, когда наш мир остыл до приемлемых температур, около 3000 К. Электроны наконец смогли удерживаться на орбитах вокруг ядер и образовали первые атомы.
До того времени космос наполняла раскаленная плазма, и любой излученный фотон моментально рассеивался в ее непроницаемом тумане. Только через 379 тыс. лет с образованием атомов пространство расчистилось и по нему начало распространяться излучение. Этот реликтовый фон регистрируют радиотелескопы, но все, происходившее ранее, остается за непроницаемой границей, дальше которой нет ни фотонов, ни, соответственно, телескопов, которые могли бы их увидеть.
Инжекторный комплекс способен накачивать кольцевые ускорители легкими частицами и тяжелыми ионами.
Самые первые этапы развития мира, которые предшествовали образованию атомов (рекомбинации), мы изучаем в основном теоретически. Они были краткими, но бурными: уже через 10−43 с после Большого взрыва появились первые частицы, а через 10−35 с Вселенная начала расширяться в экспоненциальном режиме инфляции. Раздувавшийся мир был заполнен невероятно плотной и горячей смесью, состоящей по большей части из кварков (впоследствии они образуют нейтроны и протоны) и глюонов, которые нужны для соединения кварков друг с другом.
Вскоре такое объединение произошло; фазовый переход совершился резко, подобно росту кристаллов в химической грелке. С начала мироздания прошло всего три минуты, а кварк-глюонная плазма исчезла. Сегодня она, возможно, существует лишь в недрах самых плотных объектов, таких как нейтронные звезды. Но на ее месте появились протоны и нейтроны обычной адронной материи, а следом — первые атомы, звезды, галактики.
Все это теория, хотя многие ее положения удается подтвердить на практике. Следы инфляции сохранились в слабых аномалиях реликтового фона, а также в крупномасштабной структуре Вселенной; в огромных наземных коллайдерах получена кварк-глюонная плазма. Однако загадкой остается сам момент «выпадения» из нее адронов. Как и с химической грелкой, этот момент трудно уловить, и даже условия, при которых происходит фазовый переход, в точности неизвестны.
Системы коллайдера работают с такими сильными токами, что для них приходится использовать по‑ настоящему надежные проводники и массивные контакты.
Существующие ускорители частиц для этого не подходят. Так, знаменитый Большой адронный коллайдер возводился для решения совершенно других задач — прежде всего поисков бозона Хиггса. Сталкивающаяся в нем материя оказывается чересчур горячей и недостаточно плотной для попадания в область фазового перехода. Чтобы поймать его, нужны новые инструменты, и работа над ними уже идет. Проходит модернизацию американский RHIC, в Германии возводится новый FAIR. Развернуто строительство и в подмосковной Дубне: Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) готовит к работе ускорительный комплекс NICA.
Пять минут частицы
У проходной ОИЯИ нас встретил научный сотрудник Лаборатории физики высоких энергий Дмитрий Дряблов. «В общем, ничего нового тут нет, все делается на уже известных принципах, — рассказал он, пока мы шли по обширной территории лаборатории к месту строительства. — Ускоритель, коллайдер, криогенная система — стандартные для таких установок элементы». Даже легендарный первый корпус, где еще в 1950-х был запущен синхрофазотрон ОИЯИ, станет частью комплекса NICA. Круглое здание уже обросло цистернами и компрессорами новой криогенной системы.
Внутри него большую часть занимает стальное «ярмо» магнита синхрофазотрона, свернутый кругом хребет весом в десятки тысяч тонн. Сегодня он сохранил не только историческую ценность: внутри кипит работа. Старые железные плиты служат основой для монтажа сверхпроводящих магнитов. Сбоку подведены выходы инжекционных систем — источников легких частиц (протонов и т. д.) и тяжелых ионов золота для будущего коллайдера. Подхваченные потоком электронов, они будут подгоняться в коротких линейных ускорителях и отправляться в бустер.
Комплекс NICA
211-метровый бустер — первый из трех циклических ускорителей будущего комплекса. За пару секунд в нем сгусток золотых ионов увеличит энергию и дополнительно сожмется, после чего будет передан дальше, в кольцо Нуклотрона, выложенное этажом ниже. Нуклотрон, запущенныйв 1990-х, способен доводить энергию тяжелых ионов до 6 ГэВ на нуклон. Пока идет строительство, он продолжает работу, отправляя частицы в стационарные мишени для исследований новых материалов, радиобиологии и т. д. В NICA эта работа продолжится, но появится и третье, финальное кольцо коллайдера.
Пока что, поднявшись на крышу первого корпуса, мы увидели только обширную и холодную стройку. Однако возведение туннеля уже заканчивается, и вскоре в него лягут две параллельные трубы, по которым в противоположных направлениях помчатся сгустки, банчи частиц. Круг за кругом 500-метровые кольца смогут накапливать их и дополнительно уплотнять, сжимая в тонкие нити диаметром порядка миллиметра. Через 4−5 мин. после получения ионов подготовленные банчи направятся к лобовому столкновению в секциях, на которых установлены детекторы.
Два кольца коллайдера расположатся в круговом тоннеле один над другим, сходясь в павильонах, где будут установлены детекторы MPD и SPD.
Чёрные дыры в Сибири и под Москвой? Зачем Россия запускает новые коллайдеры
Учёные сталкивают частицы с античастицами и смотрят, что из этого получается. А получается мгновенная аннигиляция, то есть — взрыв. Физики такое любят.
И раз уж нас так непреодолимо тянет в этот тёмный лес, давайте сразу: во-первых, "коллайдеры", потому что частицы в них collide — "сталкиваются", а "адронные" (и уж никак не "андронные") — потому как сталкиваются адроны, это такие частицы. Хотя наши отечественные коллайдеры называют по-другому, например электрон-позитронными, чтобы обозначить, что, собственно, они там сталкивают. Потому что получается из этого столько всего, что ни в сказке сказать, ни в статье описать.
Сталкивают, стало быть, электроны и позитроны. Электроны ладно, знаем, по физике проходили. А позитроны — это те же электроны, только с положительным зарядом. Так тоже бывает. Но это уже вообще-то не совсем частица. Это АНТИчастица. То есть мы с вами имеем дело с антиматерией, и не в кино, а в реальной жизни. Да, кстати, насчёт создания в коллайдере бомбы на антиматерии и прочих апокалипсических сценариев:
Это полная чушь, антивещества в коллайдере для этого слишком мало, столько же античастиц встречается и в естественной среде вокруг нас с вами. Вот пока мы разговариваем, сквозь нас пролетели несколько частиц и античастиц
Владимир Кекелидзе, руководитель проекта коллайдера NICA
Какие в России коллайдеры
Итак, в России на сей момент работает более десятка ускорителей частиц. Три из них находятся в Новосибирске, это ВЭПП-4, ВЭПП-2000 и построенный (правда, не полностью) в 2015 году ВЭПП-5. ВЭПП означает "встречные электрон-позитронные пучки". Недавно эти пучки там встретились так удачно, что породили особо редкие частицы под названием пионы, или пи-мезоны. Семь штук. Каждый состоит из кварка и, как бы помягче сказать, антикварка. И учёным очень любопытно, как же именно возникает это необычное сочетание. А покопаться в этом до сих пор не удавалось просто потому, что не получалось сделать такой мощный выстрел частицами.
Пока это очень небольшой вклад в науку и понимание общей картины мира, но, с другой стороны, показывает наши возможности
Евгений Солодов, главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН
А в подмосковной Дубне вот-вот достроят ещё один коллайдер, причём обещают, что кое в чём он превзойдёт по своим возможностям сам БАК — Большой адронный. Называется он NICA, расшифровывается так: Nuclotron-based Ion Collider fAcility. В переводе это означает, что в нём будут ударяться друг в друга ионы, а разгонять их будут в установке "Нуклотрон" — это ускоритель в виде 250-метрового кольца. Так что это будет коллайдер тяжёлых ионов. Сразу возникает ещё один вопрос чайника: для чего нам столько коллайдеров, хороших и разных?
Коллайдер — это инструмент. А инструментов должно быть много, у каждого своя задача. Задача нашего коллайдера — изучение плотной ядерной материи в таких экстремальных условиях, в которых она бывает разве что в ядрах нейтронных звёзд
Владимир Кекелидзе, руководитель проекта коллайдера NICA
Как это работает
Специальная пушка — инжектор — выстреливает пучками частиц. В Дубне, между прочим, стрелять будут золотом, но не ради пафоса, а потому, что ядра у него роскошные, в них очень много протонов и нейтронов — всего 197 штук (не поймите неправильно, "штука" не физическое понятие, просто так удобнее объяснять). Поскольку и те и другие входят в состав атомных ядер, для простоты им придумали общее название — нуклоны. Отсюда и слово "нуклотрон". Так вот, эти самые нуклоны попадают в 250-метровый бублик, потом во второй такой же, а далее — с двух сторон навстречу друг другу залетают в тоннель собственно коллайдера (503 метра). И всё это — за СЕКУНДУ! И в течение этой секунды частицы успевают разогнаться почти до скорости света. А в итоге место встречи — детектор, где происходят удивительные события. Но вот мини чёрных дыр опасаться не стоит: учёные уже устали объяснять, что никого никуда не засосёт.
Это выдумки необразованных журналистов. Они возникли из-за каких-то теоретических инсинуаций. Если бы что-то такое было, оно бы давно случилось
Евгений Солодов, главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН

Схема работы коллайдера NICA, строящегося в Дубне. Фото © NICA
Так, значит, бомбы не будет, чёрной дыры не будет. А что будет? Примерно то, что было во Вселенной вскоре после Большого взрыва. Чтоб вы знали, из-за вопроса о том, как всё случилось тогда, в самом начале, к прогрессивному человечеству по ночам сон не идёт. И ещё: частицы, которые мчатся там, внутри, — те самые, из которых состоит всё, включая нас с вами. Только вот как у них там всё устроено, пока что не очень понятно.

Первый сверхпроводящий синхротрон с тяжёлыми ионами. Фото © NICA
Ядерные силы — самые мощные из освоенных человечеством, но это лишь малая часть взаимодействий, которые держат кварки внутри нуклонов. И что за могучие силы их там держат — это ещё не до конца разгаданная загадка
Владимир Кекелидзе, руководитель проекта коллайдера NICA

Так что главная цель всех этих встреч и столкновений — разобраться, что происходит в странном мире элементарных частиц и, возможно, похоронить господствующую стандартную модель в физике. Спокойно, сейчас разберёмся.
Что за модель и почему она не такая уж и стандартная

Насколько понятно физикам на сегодняшний день, всё, что происходит во Вселенной, происходит под властью четырёх сил.
- Гравитация, то есть притяжение. Благодаря ей мы, как часы, кружимся вокруг Солнца, Луна вокруг нас и вообще ручка падает вниз.
- Электромагнитное взаимодействие. Оно работает в нашем компьютере, в лампочке над головой, то есть в современном мире это наше всё. Без него блэкаут, в смысле — тушите свет.
- Слабое ядерное взаимодействие. Имеется на атомных электростанциях, поскольку там происходит радиоактивный распад атомов. А ещё из-за него прогревается земное ядро и извергаются вулканы.
- Сильное ядерное взаимодействие, которое удерживает электроны вокруг протонов, а значит, сохраняет всё вокруг в целости и сохранности и перестаёт командовать парадом только при ядерных реакциях.
И все они, конечно, прекрасны, но как-то уж очень разные, и это крайне озадачивало. Хотелось найти для них какой-то единый… первоисточник, что ли, под началом которого всё взаимодействует четырьмя способами. То есть чтобы можно было сказать, что всё это — проявления одного и того же. Так вот попытка добраться до такого объяснения и есть "теория всего"! Пока что эта крепость не поддаётся. Но есть версия насчёт того, что объединяет хотя бы три из четырёх сил. Её и назвали стандартной моделью. По ней эти три дела делают разнообразные элементарные частицы. Например, нейтрино отвечают за слабое взаимодействие, электроны и их дальние родственники мюоны и тау-лептоны — за слабое и электромагнитное, а кварки ещё и за сильное, то есть за все три сразу. Но вот с гравитацией получается незадача. Да и тёмную материю вместе с тёмной энергией стандартная модель объять не может. Поэтому физики давно хотят от неё избавиться. Так что букет пионов как раз вовремя.
Адель Романенкова
Коллайдер — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Колла́йдер (англ. collider от collide — «сталкиваться») — ускоритель частиц на встречных пучках, предназначенный для изучения продуктов их соударений. Благодаря коллайдерам учёным удаётся придать элементарным частицам вещества высокую кинетическую энергию, направить их навстречу друг другу, чтобы произвести их столкновение.
По виду коллайдеры подразделяются на кольцевые; например, Большой адронный коллайдер в европейском ЦЕРНе (CERN) и линейные, как проектируемый ILC.
Абстрактно идея использовать сталкивающиеся пучки встала несколько десятилетий назад. Рольф Видероэ получил в 1943 году немецкий патент на идею встречных пучков, опубликованный лишь в 1953 году[1]. В 1956 году Дональд Керст предложил использовать сталкивающиеся пучки протонов для изучения физики элементарных частиц[2], а Джерард О’Нил предложил использовать накопительные кольца для получения интенсивных пучков[3]. Активные работы по созданию коллайдеров начались одновременно в конце 1950-х годов в лабораториях Фраскати (Италия), SLAC (США) и ИЯФ (СССР).
Первым заработал электрон-позитронный коллайдер AdA, построенный под руководством Бруно Тушека во Фраскати. Однако первые результаты были опубликованы на год позже (1966), чем наблюдения упругого рассеяния электронов (1965) на советском ВЭП-1 (Встречные Электронные Пучки) — машине, созданной под руководством Г. И. Будкера[4]. Ещё чуть позже были получены пучки в американском ускорителе. Эти три первых коллайдера были тестовыми, продемонстрировавшими возможность изучения на них физики элементарных частиц.
Первым адронным коллайдером стал протонный синхротрон ISR, запущенный в 1971 году CERNе с энергией 32 ГэВ в пучке. Единственный в истории линейный коллайдер — SLC[en], работавший в 1988—1998 годах.
Данные взяты с сайта Particle Data Group[5] и из справочника «Handbook of accelerator physics and engineering»[6].
Ускоритель | Центр, город, страна | Год запуска | Ускоряемые частицы | Максимальная энергия пучка, ГэВ | Светимость, 1030 см−2сек−1 | Периметр (длина), км |
---|---|---|---|---|---|---|
ВЭПП-2000 | ИЯФ, Новосибирск, Россия | с 2009 | e+e− | 1,0 | 100 | 0,024 |
ВЭПП-4М | ИЯФ, Новосибирск, Россия | с 1994 | e+e− | 6 | 20 | 0,366 |
ВЕРС II | IHEP, Пекин, Китай | с 2007 | e+e− | 1,89 | 700 | 0,23753 |
DAFNE | Frascati, Италия | с 1999 | e+e− | 0,7 | 150 | 0,098 |
SuperKEKB | KEK, Япония | с 2018 | e+e− | e−: 7; e+: 4 | 800 000 | 3,016 |
RHIC | BNL, США | с 2000 | pp, Au-Au, Cu-Cu, d-Au | 100/n | 10, 0,0015, 0,02, 0,07 | 3,834 |
LHC | CERN | с 2008 | pp, Pb-Pb, p-Pb | 6500, 1380/n (планируется 2760/n) | 20000 (pp), 0,001 (PbPb) | 26,659 |
Строящиеся и проектируемые коллайдеры[править | править код]
Ускоритель | Центр, город, страна | Год запуска | Ускоряемые частицы | Максимальная энергия пучка, ГэВ | Светимость, 1030 см−2сек−1 | Периметр (длина), км |
---|---|---|---|---|---|---|
NICA | ОИЯИ, Дубна, Россия | 2021 | Au-Au(79+) | 4,5/нуклон | 0,001 | 0,503 |
Super c-tau | ИЯФ, Новосибирск, Россия | ? | e+e− | 3 | 100 000 | 0,780 |
Мюмютрон | ИЯФ, Новосибирск, Россия | ? | e+e− | 0,408 | 80 | 0,023 |
eRHIC | BNL, США | ? | e-p, e-Au | 10-30 (e-), 250 (p), 130/n (Au) | 1000 (e-p) | 3,834 |
FCCee | CERN | ? | e+e− | 175 | 1 000 000 | 100 |
ILC | Япония | 2026? | e+e− | 500? | 30-50? |
Ускоритель | Центр, город, страна | Годы работы | Ускоряемые частицы | Максимальная энергия пучка, ГэВ | Светимость, 1030 см−2сек−1 | Периметр (длина), км |
---|---|---|---|---|---|---|
AdA | Frascati, Италия; Орсэ, Франция | 1961—1964 | e+e− | 0,25 | 0,00001 | 0,003 |
ВЭП-1 | ИЯФ, Новосибирск, СССР | 1963—1968 | e−e− | 0,16 | 0,005 | 0,0027 |
CBX | SLAC, США | 1963—1967 | e−e− | 0,55 | ? | 0,012 |
ВЭПП-2 | ИЯФ, Новосибирск, СССР | 1965—1972 | e+e− | 0,7 | 0,38 | 0,0115 |
ACO | Орсэ, Франция | 1965—1975 | e+e− | 0,55 | 0,11 | 0,022 |
ADONE | Frascati, Италия | 1969—1993 | e+e− | 1,5 | 0,3 | 0,105 |
CEA | Кембридж, США | 1971—1973 | e+e− | 3,5 | 100 | |
ISR | CERN | 1971—1984 | pp, pp | 31,5 | 140, 0.025 | 0,948 |
SPEAR | SLAC, Стэнфорд, США | 1972—1990 | e+e− | 3 | 12,5 на 2,6 ГэВ | |
ВЭПП-2М | ИЯФ, Новосибирск, СССР/Россия | 1974—2000 | e+e− | 0,7 | 3 | 0,01788 |
DORIS | DESY, Германия | 1974—1993 | e+e− | 5 | ||
DCI | Орсэ, Франция | 1976—? | e±e± | 3,6 | ||
PETRA | DESY, Германия | 1978—1986 | e+e− | 20 | ||
CESR | Cornell | 1979—2002 | e+e− | 6 | 1280 на 5,3 ГэВ | 0,768 |
PEP | SLAC, Стэнфорд, США | 1980—1990 | e+e− | 30 | ||
SppS | CERN | 1981—1984 | pp | 315 | 6,9 | |
Tristan | KEK, Япония | 1986—1995 | e+e− | 32 | ||
Tevatron | Fermilab, США | 1987—2011 | pp | 980 | 171 | 6,28 |
SLC | SLAC, Стэнфорд, США | 1988—1998 | e+e− | 45 | ||
LEP | CERN | 1989—2000 | e+e− | 104,6 | 24 на Z0; 100 при >90 ГэВ | 26,659 |
ВЕРС | IHEP, Пекин, Китай | 1989—2005 | e+e− | 2,2 | 5 на 1,55 ГэВ; 12,6 на 1,843 ГэВ | 0,2404 |
HERA | DESY, Германия | 1992—2007 | e±p | e±: 30; p: 920 | 75 | 6,336 |
PEP-II | SLAC, Стэнфорд, США | 1999—2008 | e+e− | e−: 12; e+: 4 | 10025 | 2,2 |
KEKB | KEK, Япония | 1999—2010 | e+e− | e−: 8; e+: 3,5 | 16270 | 3,016 |
CESR-C | Cornell | 2002—2008 | e+e− | 6 | 60 на 1,9 ГэВ | 0,768 |
- ↑ Design and construction of the ISR, Kurt Hübner.
- ↑ Attainment of Very High Energy by Means of Intersecting Beams of Particles, D.W. Kerst et al., Phys. Rev., v.102, p.590-591 (1956).
- ↑ Storage Ring Synchrotron: Device for High Energy Physics Research Архивировано 6 марта 2012 года., G.K. O’Neill, Physical Review, v.102, p.1418-1419 (1956).
- ↑ AdA:The First Electron-Positron Collider, C. Bernardini, Phys. perspect. 6 (2004) 156—183.
- ↑ High Energy Collider Parameters
- ↑ Handbook of accelerator physics and engineering, edited by A. Chao, M. Tigner, 1999, p.11.
что это такое и зачем нужно
Большой адронный коллайдер (БАК) — самый большой и мощный ускоритель частиц в мире. Он был построен Европейской организацией ядерных исследований (ЦЕРН).
10 000 ученых и инженеров из более чем 100 разных стран работали вместе над созданием этого проекта. Его строительство стоило 10 миллиардов долларов. В настоящее время это самая большая и сложная экспериментальная исследовательская установка в мире.
Как выглядит Большой адронный коллайдер
Это гигантский замкнутый туннель, построенный под землей. Он имеет длину 27 километров и уходит на глубину от 50 до 175 метров.
Находится коллайдер на границе Франции и Швейцарии, недалеко от города Женева.


Как работает Большой адронный коллайдер
Слово «коллайдер» в этом случае можно перевести как «сталкиватель». А сталкивает он адроны — класс частиц, состоящих из нескольких кварков, которые удерживаются сильной субатомной связью. Протоны и нейтроны являются примерами адрона.
БАК в основном использует столкновение протонов в своих экспериментах. Протоны — это части атомов с положительным зарядом. Коллайдер ускоряет эти протоны в тоннеле, пока они не достигнут почти скорости света. Различные протоны направлены через туннель в противоположных направлениях. Когда они сталкиваются, то можно зафиксировать условия, подобные ранней Вселенной.
Откуда берутся протоны в для столкновения?
Для этого ионизируются атомы водорода. Атом водорода состоит из одного протона и одного электрона. Во время ионизации удаляется электрон и остаётся нужный для эксперимента протон.
БАК состоит из трёх основных частей:
- Ускоритель частиц. Разгоняет и сталкивает протоны с помощью системы мощных электромагнитов, расположенных вдоль всего тоннеля.
- Детекторы. Результаты столкновения нельзя наблюдать напрямую, поэтому мощные детекторы улавливают максимум данных и направляют их на обработку.
- Грид. С детекторов поступают петабайты данных. Для их интерпретации используется грид-инфраструктура — сеть из компьютеров в 36 странах, которые совместно образуют один суперкомпьютер. Но даже этого хватает только на обработку 1% данных.
Зачем нужен Большой адронный коллайдер
С помощью БАК можно изучить элементарные частицы и способы их взаимодействия. Он уже многому научил нас в области квантовой физики, и исследователи надеются узнать больше о структуре пространства и времени. Наблюдения, которые делают учёные, помогают понять, какой могла быть Вселенная в течение миллисекунд после Большого взрыва.
Ещё много интересного в наших соцсетяхЧитайте также: Что если изобретут телепортацию
Какие открытия совершили на БАК
На данный момент самое большое открытие — это бозон Хиггса. Это одно из важнейших открытий 21 века, объясняющее существование массы частиц во Вселенной. Это подтверждает Стандартную модель, с помощью которой сегодня физики описывают взаимодействие элементарных частиц. Именно на этом взаимодействии основано устройство всей Вселенной.
Суть работы бозона Хиггса в том, что благодаря ему другие элементарные частицы могут иметь и передавать свою массу. Но это очень и очень упрощённое понимание, и если Вам интересно, почитайте научную литературу.
С полным списком всех открытий на Большом адронном коллайдере можно ознакомиться на Википедии.
Может ли коллайер уничтожить Землю
С момента запуска БАК стал объектом разнообразных домыслов. Самый известный — в ходе экспериментов может образоваться чёрная дыра и поглотить планету.
Есть две причины, чтобы не волноваться.
- На БАК не происходит ничего такого, чего не делают космические лучи, которые ежедневно попадают на Землю, и эти лучи не создают чёрных дыр.
- Даже если Большой адронный коллайдер действительно создаст чёрную дыру, то она будет крошечной. Чем меньше чёрная дыра, тем короче ее жизнь. Такая чёрная дыра превратится в энергию, прежде чем сможет причинить вред людям.
Надеемся, Вам было интересно, как и нам во время работы над этим материалом!
Разобрались, что такое и зачем нужен Коллайдер?Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser.Большой адронный коллайдер. Справка - РИА Новости, 09.10.2009
Идея сооружения Большого адронного коллайдера появилась в 1984 году, однако официально была одобрена лишь десять лет спустя. Строительство коллайдера началось в 2001 году, после завершения работы другого ускорителя ‑ Большого электрон‑позитронного коллайдера (Large Electron‑Positron Collider, LEPC).
Большой адронный коллайдер располагается в туннеле с длиной окружности 26,7 км (в том же, который прежде занимал Большой электрон‑позитронный коллайдер) на глубине порядка от 0,05 до 0,17 км. В целях удержания и коррекции протонных пучков используются 1624 сверхпроводящих магнита, которые будут работать при температуре 1,9 градуса по шкале Кельвина (или же минус 271,3 градуса по шкале Цельсия, что лишь немногим превышает отметку абсолютного нуля). Предполагается, что скорость разогнанных протонов составит 0,999999998 от скорости света, а количество столкновений частиц, происходящих в ускорителе каждую секунду, достигнет 800 млн.
Специалисты надеются, что с помощью ускорителя смогут получить наиболее достоверную информацию о происхождении Вселенной.
Большой адронный коллайдер ‑ самая сложная экспериментальная установка и самый высокоэнергичный ускоритель элементарных частиц в мире. По своим параметрам он превосходит протон‑антипротонный коллайдер Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми (Fermi National Accelerator Laboratory, штат Иллинойс, США) и релятивистский коллайдер тяжелых ионов Брукхейвенской национальной лаборатории (Brookhaven National Laboratory, штат Нью‑Йорк, США). Общая стоимость проекта, осуществляемого при активном содействии российских специалистов из Курчатовского института (Москва), Института теоретической и экспериментальной физики им. А.И.Алиханова (Москва), Института физики высоких энергий (Протвино, Московская обл.), Института ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН (Новосибирск) и прочих научно‑исследовательских учреждений, превышает 8 млрд долларов.
11 и 24 августа 2008 года на Большом адронном коллайдере прошли успешные предварительные испытания, а на 10 сентября 2008 года был намечен его запуск.
Вместе с тем, ряд ученых выразили свои опасения по поводу безопасности проводимого исследования. По их мнению, при моделировании этих процессов может возникнуть отличная от нуля вероятность выхода экспериментов из‑под контроля и развития цепной реакции, которая теоретически будет способна уничтожить всю нашу планету. При этом наиболее часто упоминается возможность появления микроскопических черных дыр с последующим захватом ими окружающей материи.
"Апокалиптические" настроения, связанные с готовящимся запуском Большого адронного коллайдера, оказались настолько сильны, что 21 марта 2008 года жители штата Гавайи (США) Уолтер Вагнер и Луис Санчо обратились в окружной суд штата с иском, содержащим требование временного прекращения всех работ по сооружению ускорителя и проведения дополнительной экспертизы безопасности последнего. В заявлении Вагнера и Санчо в качестве ответчика был обозначен не только Европейский совет по ядерным исследованиям, но и ряд американских организаций, принимающих участие в проекте (в частности, Национальная ускорительная лаборатория им. Энрико Ферми). Иск был отклонен.
26 августа 2008 года группа европейских ученых, утверждающих, что запуск ускорителя представляет угрозу безопасности государств‑участников ЕС и их граждан, подала жалобу в Европейский суд по правам человека. Этот иск также был вскоре отклонен.
Первая попытка провести пучок протонов по всему кольцу коллайдера 10 сентября 2008 года была успешной.
Однако уже на третий день после запуска коллайдера вышел из строя трансформатор в системе охлаждения ускорителя в одном из секторов кольца. Температура там поднялась до 4,4 градуса по Кельвину. Через несколько часов работа коллайдера была восстановлена.
Значительно более серьезный сбой случился 19 сентября. Один из свыше девяти тысяч магнитов вышел из сверхпроводящего состояния с мгновенной потерей тока. Произошло так называемое "гашение тока". Причиной стало нарушение электрического контакта между двумя магнитами. Возможность подобных происшествий также предусматривалась при строительстве ускорителя. Но все дальнейшие события были уже "внеплановыми".
Магнит продолжал нагреваться, и температура в секторе тоннеля, где случилась поломка, достигла 100 градусов по Кельвину (‑173С). В результате сбоя в тоннель ускорителя было выброшено около тонны жидкого гелия, который используется для охлаждения магнитов. Кроме того, в нескольких секторах кольца был нарушен вакуум.
Никакой опасности для обслуживающего персонала случившееся не представляло. Однако повторный запуск БАКа было решено отложить.
21 октября 2008 года в Женеве прошла церемония официального открытия Большого адронного коллайдера, которую было решено провести несмотря на происшествие.
Авария 19 сентября 2008 года не только внесла коррективы в расписание работы коллайдера, но и заставила руководство ЦЕРНа серьезно взяться за переоценку технологических рисков, связанных с эксплуатацией БАКа. Ее результатом стал ряд новых мер безопасности, которые уже внедряются. При этом выяснилось, что стоимость ремонтных работ на коллайдере была первоначально недооценена и может в конченом счете составить порядка 30 млн долларов.
Сроки повторного запуска БАКа из‑за выявления на нем новых неполадок уже несколько раз переносились. В частности, в середине июля 2009 года на коллайдере были обнаружены нарушения герметичности и утечки в системе охлаждения в секторах 8‑1 и 2‑3, из‑за чего запуск коллайдера был вновь отложен.
Как объявил ЦЕРН, пучки протонов вновь начнут циркулировать по 27‑километровому кольцу в середине ноября, а столкновения частиц начнутся несколько недель спустя.
Специалисты ЦЕРНа намерены сперва провести столкновения на энергии предыдущей ступени ускорителя ‑ 450 гигаэлектронвольт на пучок, и только затем доведут энергию до половины проектной ‑ до 3,5 тераэлектронвольт на пучок.
Однако физики отмечают, что и на этой энергии цель создания коллайдера ‑ обнаружение бозона Хиггса, частицы, отвечающей за массу всех других элементарных частиц, ‑ может быть достигнута.
БАК будет работать в этом режиме до конца 2010 года, после чего он будет остановлен для подготовки к переходу к энергии в 7 тераэлектронвольт на пучок.
В мае 2009 года в мировой прокат вышел приключенческий фильм "Ангелы и демоны" по мотивам одноименной книги Дэна Брауна.
ЦЕРН играет ключевую роль в сюжете этого произведения, и несколько эпизодов фильма были отсняты на территории ЦЕРНа. Поскольку в фильме присутствуют элементы вымысла, в том числе и при описании того, что и как изучается в ЦЕРНе, руководство ЦЕРНа сочло полезным предупредить те вопросы, которые неизбежно возникнут у многих зрителей фильма. С этой целью был запущен специальный вебсайт Angels and Demons ‑ the science behind the story. На нём в доступной форме рассказывается о тех физических явлениях, которые вплетены в сюжет фильма (прежде всего ‑ это получение, хранение и свойства антиматерии).
Развитие сюжета начинается с двух, казалось бы, не связанных между собой, но, тем не менее, ключевых для фильма событий: смерть действующего Папы Римского, и завершение экспериментов с Большим адронным коллайдером. В результате испытаний ученые получают антивещество, которое по силе действия может сравниться с самым мощным оружием. Тайное общество Иллюминатов решает воспользоваться этим изобретением в собственных целях – уничтожить Ватикан, центр мирового католицизма, который сейчас как раз остался без главы.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
ЦЕРН — Википедия
ЦЕРН (CERN) — Европейская организация по ядерным исследованиям, крупнейшая в мире лаборатория физики высоких энергий. Также иногда переводится как Европейский Центр ядерных исследований[2]. Аббревиатура CERN произошла от фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (Европейский совет по ядерным исследованиям). В русском языке обычно используется аббревиатура ЦЕРН.
Главная площадка ЦЕРН, на переднем плане — Швейцария, на заднем — Франция Вид внутри здания 40, в котором находятся множество офисов учёных, работающих в коллаборациях CMS и ATLASЦЕРН находится на границе Швейцарии и Франции, вблизи Женевы. Территория ЦЕРНа состоит из двух основных площадок и нескольких более мелких. Большой комплекс зданий включает в себя рабочие кабинеты, лаборатории, производственные помещения, склады, залы для конференций, жилые помещения, столовые. Ускорительный комплекс расположен как на поверхности (старые ускорители Linac, PS), так и под землёй на большой глубине до 100 метров (более современные SPS, LHC).
Основной площадкой является территория близ швейцарского городка Мерен (Meyrin), т. н. site Meyrin. Другой основной площадкой является территория возле французской коммуны Превессен-Моэн — site Prévessin. Более мелкие площадки разбросаны в ближайших окрестностях вдоль подземного кольца, построенного для ускорителя LEP.
Соглашение по образованию ЦЕРНа было подписано в Париже 29 июня — 1 июля 1953 года представителями 12 европейских стран. Организация была образована 29 сентября 1954 года[1]. В настоящее время число стран-членов возросло до 20. Кроме того, некоторые страны и международные организации имеют статус наблюдателя. В ЦЕРНе постоянно работают около 2500 человек, ещё около 8000 физиков и инженеров из 580 университетов и институтов из 85 стран участвуют в международных экспериментах ЦЕРНа и работают там временно.
Годовые взносы стран-участников ЦЕРНа в 2008 году составляют 1075,863 миллионов швейцарских франков (около 990 миллионов американских долларов).
В 2013 году ЦЕРН был награждён Золотой медалью Нильса Бора — наградой Организации Объединённых Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО) — как пример международного сотрудничества учёных из множества стран мира[3].
«Хотя Россия не является членом ЦЕРНа,… Россия финансировала сооружение как детекторов, всех четырёх, так и самого ускорителя. Доля примерно, если говорить о детекторах, это в среднем около 5 %. Если говорить об ускорителе, то порядка 3 %. Это деньги, которые Минобрнауки, Агентство по науке и инновациям выделяло специально на эти цели, в наши институты, и наши институты на эти деньги могли закупить все необходимое», — сказал координатор участия России в проекте ЦЕРН, заместитель директора НИИЯФ МГУ Виктор Саврин[4].
После успеха международных организаций в урегулировании послевоенных проблем, ведущие европейские физики считали, что подобная организация необходима и для физических экспериментальных исследований. Этими пионерами были Рауль Дотри, Пьер Оже и Лев Коварски во Франции, Эдоардо Амальди в Италии и Нильс Бор в Дании. Кроме объединения европейских учёных подобная организация была призвана разделить возрастающую стоимость физических экспериментов в области физики высоких энергий между государствами-участниками. Луи де Бройль официально предложил создать европейскую лабораторию на Европейской культурной конференции (Лозанна, Швейцария, 1949).
Следующий толчок был сделан американским нобелевским лауреатом Исидором Раби в июне 1950 года на пятой Общей конференции ЮНЕСКО во Флоренции (Италия), где он предложил «помочь и поддержать создание региональных исследовательских лабораторий для увеличения международного сотрудничества». На межправительственной встрече ЮНЕСКО в Париже в декабре 1951 года, было принято решение о создании Европейского совета по ядерным исследованиям. Двумя месяцами позже (1952 год) 11 стран подписало соглашение о создании временного Совета, тогда и возникло название ЦЕРН.
На третьей сессии временного Совета в октябре 1952 года Женева (Швейцария) была выбрана для размещения будущей лаборатории. В июне 1953 года в кантоне Женева прошёл референдум, на котором 2/3 проголосовавших согласились на размещение научного центра. Конвенция Совета была подписана постепенно 12 (странами-участниками). 29 сентября 1954 года соглашение подписали Франция и Германия, родилась Европейская организация по ядерным исследованиям, Совет распался, но французский акроним CERN сохранился.
Директора ЦЕРН[править | править код]
См. en:List of Directors General of CERN
- 1952—1954 Амальди, Эдоардо
- 1954—1955 Блох, Феликс
- 1955—1960 de:Cornelis Bakker
- 1960—1961, 1971—1975 Адамс, Джон Бертрам
- 1961—1965 Вайскопф, Виктор Фредерик
- 1966—1970 Грегори, Бернард Пауль
- в 1971—1980 гг. было два со-директора — Адамс, Джон Бертрам и:
- 1981—1988 Шоппер, Хервиг Франц
- 1989—1993 Карло Руббиа
- 1994—1998 en:Christopher Llewellyn Smith
- 1999—2003 Майани, Лучано
- 2004—2008 en:Robert Aymar
- 2009—2015 Рольф-Дитер Хойер
- 2016—н. в. Джанотти, Фабиола
Изначальные страны-участники, подписавшие соглашение в 1953—1954 годах:
Изменения после 1954 года:
Бюджет 2009 года[править | править код]
Государство-член | пожертвование | млн. CHF | млн. EUR |
---|---|---|---|
Германия | 19,88 % | 218,6 | 144,0 |
Франция | 15,34 % | 168,7 | 111,2 |
Великобритания | 14,70 % | 161,6 | 106,5 |
Италия | 11,51 % | 126,5 | 83,4 |
Испания | 8,52 % | 93,7 | 61,8 |
Нидерланды | 4,79 % | 52,7 | 34,7 |
Швейцария | 3,01 % | 33,1 | 21,8 |
Польша | 2,85 % | 31,4 | 20,7 |
Бельгия | 2,77 % | 30,4 | 20,1 |
Швеция | 2,76 % | 30,4 | 20,0 |
Норвегия | 2,53 % | 27,8 | 18,3 |
Австрия | 2,24 % | 24,7 | 16,3 |
Греция | 1,96 % | 20,5 | 13,5 |
Дания | 1,76 % | 19,4 | 12,8 |
Финляндия | 1,55 % | 17,0 | 11,2 |
Чехия | 1,15 % | 12,7 | 8,4 |
Португалия | 1,14 % | 12,5 | 8,2 |
Венгрия | 0,78 % | 8,6 | 5,6 |
Словакия | 0,54 % | 5,9 | 3,9 |
Болгария | 0,22 % | 2,4 | 1,6 |
Обмен валюты : 1 CHF = 0,659 EUR (25/05/2009)
Страны, имеющие статус ассоциированного члена в процессе вступления в ЦЕРН:
Страны, являющиеся ассоциированными государствами-членами на этапе подготовки к членству:
Страны и организации, имеющие статус наблюдателя:
В настоящее время участниками ЦЕРНа является 23 государства (Австрия, Бельгия, Болгария, Чешская Республика, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Греция, Венгрия, Израиль, Италия, Нидерланды, Норвегия, Польша, Португалия, Румыния, Сербия, Словакия, Испания, Швеция, Швейцария и Великобритания), при этом страны-наблюдатели активно участвуют в проектах ЦЕРНа. В 2012 году Россия подала заявку на вступление в ЦЕРН в качестве ассоциированного участника, но отозвала её в 2018 году[10].
Украина в 2013 году также начала процесс вступления в ЦЕРН в качестве ассоциированного участника[11]. Хорватия стала ассоциированным членом в 2019 году[12]
Государства, не являющиеся членами, с соглашениями о сотрудничестве с CERN, включают Албанию, Алжир, Аргентину, Армению, Австралию, Азербайджан, Бангладеш, Беларусь, Боливию, Бразилию, Канаду, Чили, Китай, Колумбию, Коста-Рику, Хорватию, Эквадор, Египет, Эстонию, Северную Македонию, Грузию, Исландию, Иран, Иорданию, Корею, Мальту, Мексику, Монголию, Черногорию, Марокко, Новую Зеландию, Перу, Саудовскую Аравию, Южную Африку, Объединённые Арабские Эмираты и Вьетнам.
ЦЕРН также имеет научные контакты с Кубой, Ганой, Ирландией, Латвией, Ливаном, Мадагаскаром, Малайзией, Мозамбиком, Палестинской автономией, Филиппинами, Катаром, Руандой, Сингапуром, Шри-Ланкой, Тайванем, Таиландом, Тунисом, Узбекистаном[13].
Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела. Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон. |
Несколько крупных открытий было сделано в экспериментах, проведённых в ЦЕРНе. Наиболее важные из них:
В 1984 году Карло Руббиа и Симон ван дер Мер получили Нобелевскую премию по физике за работы, которые привели к открытию W- и Z-бозонов.
В 1992 году Нобелевскую премию по физике получил сотрудник ЦЕРН Жорж Шарпак «за изобретение и создание детекторов элементарных частиц, в частности многопроволочной пропорциональной камеры».
Помимо открытий в области физики, ЦЕРН прославился тем, что длительное время был одним из передовых инженерных центров, создававших принципиально новые разработки и стандарты в сфере компьютерных технологий.
Создание и сопровождение промышленных стандартов в сфере управления оборудованием[править | править код]
Созданный в 1961ом году в рамках ЦЕРН Европейский Комитет по cтандартам в ядерной электронике (ESONE) разработал и внедрил такой широко известный стандарт крейтовых систем как КАМАК[16]. Так же он, совместно с американскими исследователями, принял активное участие в разработке предназначенного для замены стандартов NIM и КАМАК стандарта FASTBUS[16],[17]
Впоследствии, ESONE сосредоточился на поддержке использования уже существующих стандартов и поддержке и обеспечении их взаимодействия с другими промышленными системами, такими как VMEbus, сменив расшифровку своей аббревиатуры с European Standards On Nuclear Electronics на European Studies On Norms for Electronics.[16]
Всемирная паутина[править | править код]
В стенах ЦЕРН был предложен гипертекстовый проект Всемирная паутина. Английский учёный Тим Бернерс-Ли и бельгийский учёный Роберт Кайо, работая независимо, предложили в 1989 году проект связывания документов посредством гипертекстовых ссылок для облегчения обмена информации между группами исследователей, занимающихся проведением больших экспериментов на большом электрон-позитронном коллайдере (LEP). Первоначально проект использовался только во внутренней сети ЦЕРНа. В 1991 году Бернерс-Ли создал первые в мире веб-сервер, сайт и браузер. Однако Всемирная паутина становится действительно всемирной только когда были написаны и опубликованы спецификации URI, HTTP и HTML. 30 апреля 1993 года CERN объявил, что Всемирная паутина будет свободной для всех пользователей.
Ещё до создания Всемирной паутины, в начале 1980-х CERN стал пионером в использовании технологии интернета в Европе[18].
Грид и суперкомпьютерные вычисления[править | править код]
В конце 1990-х годов CERN стал одним из центров развития новой компьютерной сетевой технологии грид. CERN присоединился к разработкам сети GRID, решив, что подобная система, поможет сохранить и оперативно обработать огромный поток данных, которые появятся после запуска большого адронного коллайдера (LHC). Под руководством ЦЕРНа, пригласившего в качестве партнёров Европейское космическое агентство и национальные научные организации Европы, создаётся крупнейший сегмент сети системы — DataGRID.
В настоящее время CERN входит в крупный грид-проект Enabling Grids for E-sciencE (EGEE) и, также, развивает собственные грид-сервисы. Этим занимается специальное отделение, связанное с коллайдером — LHC Computing Grid.
Иная активность в компьютерной сфере[править | править код]
CERN также является одной из двух точек обмена интернет-трафиком в Швейцарии CINP (CERN Internet Exchange Point).
В CERN собирают и используют свой собственный дистрибутив операционной системы Linux — Scientific Linux.
Сотрудники ЦЕРН Джейсон Стокман, Энди Йен и Вэй Сун создали популярный сервис веб-почты с шифрованием ProtonMail.
Схема ускорительного комплекса ЦЕРНа
Ускорительный комплекс ЦЕРНа состоит из шести главных ускорителей:
- Linac2, Linac3[2]. Два линейных ускорителя низкоэнергетических частиц. Используются для инжекции частиц в протонный синхротрон (Proton Synchrotron, PS). Один используется для инжекции протонов, другой — тяжёлых ионов. К 2020 году добавится Linac4, который будет разгонять отрицательно заряженные ионы водорода[19].
- PS Booster[2], увеличивает энергию частиц из линейных ускорителей для передачи в PS.
- PS[2] (Proton Synchrotron), 28 ГэВ протонный синхротрон. Запущен в 1959 году[2].
- Протонный суперсинхротрон[2] (Super Proton Synchrotron; SPS) диаметром кольца 2 км, запущенный в 1971 году, изначально имел энергию 300 ГэВ, но пережил несколько улучшений. Применялся для экспериментов с фиксированной мишенью, как протон-антипротонный коллайдер. Далее использовался для ускорения электронов и позитронов в LEP.
- ISOLDE (Isotope Separator On-line), установка для исследования нестабильных ядер. Запущена в 1967 году. Предварительное ускорение частиц происходит в PS Booster.
- Большой адронный коллайдер (LHC, Large Hadron Collider)[⇨]
Инженеры ЦЕРНа в 2015 году представили миниатюрный линейный ускоритель длиной 2 метра, пригодный для применения в медицинской визуализации и рентгенографии[19].
Большой адронный коллайдер[править | править код]
Основным проектом в данное время является Большой адронный коллайдер (LHC), протон-протонный (также рассчитан на ускорение тяжёлых ионов) коллайдер с максимальной проектной энергией 14 ТэВ. Четыре основных детектора, в том числе два многоцелевых, расположены в четырёх подземных шахтах. Многоцелевыми экспериментами являются ATLAS и CMS. Специализированный детектор для изучения B-физики — LHCb. Детектор для изучения физики тяжёлых ионов и нового состояния вещества (кварк-глюонной плазмы) — ALICE. Два менее масштабных, но также важных, эксперимента — TOTEM и LHCf. TOTEM предназначен для измерения полного сечения упругих и дифракционных процессов на LHC, а LHCf — для изучения сверхблизких к оси пучка ускорителя частиц и применения этих сведений в физике космических лучей.
Тестовый запуск Большого адронного коллайдера транслировался в прямом эфире европейского информационного телеканала Евроньюс. 10 сентября 2008 года первый пучок успешно преодолел 27-километровое кольцо.
4 июля 2012 года коллаборации ATLAS и CMS объявили о нахождении бозона массой около 125—126 ГэВ, который позже был подтверждён как бозон Хиггса.
Рассматриваются варианты будущей модернизации ускорителя и детекторов.
CLIC[править | править код]
Ведутся исследования по возможности создания электронного линейного коллайдера, после завершения программы LHC, на энергию около 3 ТэВ.
Одним из возможных вариантов является Компактный Линейный Коллайдер (CLIC, Compact LInear Collider), проект которого разрабатывается в ЦЕРНе в тесном сотрудничестве с научными учреждениями 36 стран мира.
Линия трамвая 18 соединяет ЦЕРН с центром Женевы- В начале XXI века новую волну популярности ЦЕРНу принесла знаменитая книга-бестселлер Дэна Брауна «Ангелы и демоны». По сюжету книги, в ЦЕРНе был украден большой образец антивещества, при помощи которого злоумышленник задумал взорвать город-государство Ватикан.
- В визуальной новелле Steins;Gate (Врата Штейна) ЦЕРН является жестокой организацией, основная цель которой — захват власти над всем миром, для реализации этой цели они работают над созданием машины времени, основным компонентом которой является БАК (Большой адронный коллайдер). По сюжету данного произведения, в будущем ЦЕРН удалось захватить весь мир и установить правление путём жёсткой диктатуры.
- В ЦЕРН есть свой музыкальный клуб[20] и даже филк-группа Les Horribles Cernettes.[21]
- В сериале «Южный парк» в эпизоде 1306 «Сосновое дерби» отец Стэна, чтобы помочь ему выиграть гонки, похищает из ЦЕРНа сверхпроводящий магнит. Во время заезда машинка внезапно ускоряется и выходит в космос, и при этом достигает так называемой «варп-скорости» (превышает скорость света).
- ЦЕРН является одной из главных составляющих сюжетной линии игры дополненной реальности Ingress.
«Большой адронный коллайдер» - Яндекс.Знатоки
В Стандартной модели, которая фактически представляет собой квантовую теорию поля, все процессы описываются в терминах квантовых полей, а элементарные частицы отвечают колебаниям этого поля. Например, электромагнитные процессы описываются электромагнитным полем, колебаниями которого являются фотоны. Основной принцип этой модели — принцип симметрии. Другими словами, когда физики строили Стандартную модель, они предполагали, что поля останутся неизменными, если над ними произвести некоторые преобразования, сохраняющие симметрию модели (такие преобразования называют калибровочными). Подробнее о том, как такие простые требования помогают физикам построить теорию, можно прочитать в материале «На пути к теории всего».
Самый простой пример системы, которая обладает симметрией, — это цепочка взаимодействующих спинов (стрелочек), которые могут быть ориентированы либо вверх, либо вниз. Легко сообразить, что суммарная энергия такой конфигурации не изменится, если повернуть каждую стрелочку на 180 градусов — это преобразование эквивалентно развороту всей системы, которое не может сказаться на ее внутренней структуре. Симметрия полей Стандартной модели гораздо сложнее, однако принцип остается тем же. Например, наблюдаемые величины в электродинамике не изменятся, если сдвинуть 4-потенциал на полную производную от скалярной функции. Важно заметить, что эта симметрия не сохранялась бы, если бы фотоны в модели были массивными.
Так вот, теория электрослабого взаимодействия, расширяющая электродинамику, устроена похожим образом: чтобы сохранить симметрию модели, нужно потребовать, чтобы ее элементарные частицы — фотоны и векторные бозоны, — были безмассовыми. К сожалению, в действительности векторные бозоны массивны. Чтобы разрешить это противоречие и сохранить симметрию модели, нужно добавить в теорию новое скалярное поле. Если новое поле будет двигаться в потенциале, который имеет минимумы при ненулевой напряженности, оно «застрянет» в одном из минимумов, и все пространство заполнится однородным фоном, за который будут «цепляться» элементарные частицы. В результате на низких энергиях теория будет выглядеть так, будто частицы приобрели массу. Этот механизм в настоящее время называют механизмом Хиггса, а частицу, отвечающую колебаниям нового поля, — бозоном Хиггса. В то же время, на высоких энергиях массой частиц можно пренебречь, и симметрия теории восстанавливается.
Для чего России большой адронный коллайдер?
10 сентября будет произведен запуск первого пучка протонов в Большой адронный коллайдер (БАК) — самый мощный в истории ускоритель элементарных частиц, расположенный на границе Швейцарии и Франции. Запуск коллайдера — крупнейший научный проект, реализованный мировым научным сообществом на рубеже XX — XXI веков.
Насколько Россия задействована в эксперименте и заинтересована в его результатах? Для чего ученые планируют использовать Большой адронный коллайдер? На эти и другие вопросы РИА Новости ответили эксперты…
С точки зрения профессора, координатора участия российских институтов в создании и работе БАК Саврина Виктора:
Цель проекта БАК — чисто фундаментальная, и прикладных исследований и, тем более, коммерческих, специально проводиться не будет. Но поскольку требования к подобным установкам очень высокие, то и материалы, и электроника, и другие компоненты этих установок должны быть очень высокого — небывалого — уровня. И это влечет за собой развитие технологий, которые могут быть использованы и в других областях.
Сейчас бурно развиваются нанотехнологии — во всем мире. Прогресс там колоссальный, охвачены многие области хозяйства и жизнедеятельности человека. Но фундаментальные основы нанотехнологий были заложены сто лет назад, когда была создана квантовая теория. И тогда никто не помышлял, что мы придем к такому развитию нанотехнологий. Только теперь мы может превращать фундаментальные исследования в различные изделия, материалы, лако-красочные покрытия и так далее.
Через сколько лет — не знаю, но такие знания могут быть основой для, например, пикотехнологий и фемтотехнологий. Это по той же шкале: «нано» — от слова «десять в минус девятой степени», «пико» — «в минус двенадцатой», «фемто» — в минус пятнадцатой. Фемто — это те процессы, которые мы будем изучать на Большом адронном коллайдере.
В проекте БАК будет использована технология распределенных вычислений «Грид». Так как с каждого детектора коллайдера будет идти гигантский поток информации (общий поток информации с комплекса составит 700 мегабайт в секунду), нужна будет быстрая электроника для считывания и хранения этой информации, а также для ее обработки. Ни один супекомпьютер с этим объемом не справится, поэтому будет применена система распределенных вычислений Грид.
Для этого по всему земному шару уже установлены специальные вычислительные центры, которые предоставлены для доступа через персональный компьютер любому физику, участвующему в экспериментах. Эта система сама ищет, где есть свободный ресурс и соответствующее программное обеспечение для решения какой-то конкретной задачи.
Как раньше физики изобрели Интернет, а теперь им пользуются даже школьники, так, предполагается, будет использована и система Грид.
С точки зрения действительного академического советника Академии инженерных наук РФ Юрия Зайцева:
Строительство коллайдера началось в 2001 г. и обошлось примерно в 6 млрд долл. Россия финансировала как изготовление всех четырех детекторов — установок для исследований ядерных взаимодействий при сверхвысоких энергиях, так и сооружение самого ускорителя. Если говорить о детекторах, то российская доля в них составляет около 5% от общего финансирования, в ускорителях — примерно 3%.
В общей сложности на российские предприятия поступило заказов от ЦЕРНа на 120 млн долл. В работах участвовали многие институты Российской академии наук, Росатома, Московский и Санкт-Петербургский университеты, а также Федеральные ядерные центры, в частности Саров и Снежинск.
Как отметил один из первых руководителей ЦЕРНа Роже Кашмор, «мы не смогли бы сделать БАК без российских ученых». В то же время участие в проекте благотворно повлияло на российскую промышленность. Он сильно поддержал многие наши предприятия.
10 номинаций или наград дал ЦЕРН российским предприятиям за своевременное и качественное выполнении работ для БАКа.
Всего в проекте участвуют порядка 700 российских ученых. Сегодня в Швейцарии одновременно находится в командировке около 200 физиков и других специалистов из России.
Некоторые специалисты полагают, что техника сооружения сверхмощных ускорителей сегодня «подошла к своему пределу». Тем не менее, по мнению российских физиков, следующим и еще более крупным ускорителем должен стать Международный линейный коллайдер ILC. На его размещение претендует Объединенный институт ядерных исследований в Дубне (Россия).
Именно такие крупные проекты как LHC и ILC являются тем локомотивом, который тянет за собой науку и промышленность. Примеры тому — атомный и космический проекты. Они дали толчок многим научным направлениям и отраслям промышленности.
Тот же Большой адронный коллайдер стимулировал прорывы во многих строительных, материаловедческих и информационных технологиях. Приборы, которыми оснащен БАК, потребовали такой точности изготовления, что их создание было бы невозможным без применения новых прогрессивных технологий.
С точки зрения координатора по вычислительному комплексу Grid Вячеслава Ильина:
Прежде всего, это научные перспективы. Это уникальная возможность участия в самом передовом эксперименте начала XXI века. Кроме того, участие в этом международном проекте дает возможность освоить уникальные технологические приемы. В начале 90-х годов именно появилась всемирная паутина. В конце 90-х в связи с созданием БАК предложили создать уникальную систему приема и обработки информации — ГРИД. Смысл ее состоит в том, что физик, имея какую-то задачу, и он должен ее решить, по обработке данных и изучению того полезного сигнала, который интересен физикам. Он у себя на персональном компьютере запускает эту задачу. И дальше система построена так, что он не знает и не узнает, куда эта задача пошла. То есть, по всему земному шару во всех странах будет установлены специальные вычислительные центры распределенные, которые предоставлены любому физику, участвующему в эксперименте через персональный компьютер. И дальше эта система сама ищет, где есть свободный ресурс, во-первых, во-вторых, где есть соответствующее программное обеспечение, которое может конкретно эту задачу решить. Находит – посылает туда. Дальше, когда эта задача решена, ну, конкретная частная задача, она возвращается к нему обратно, к этому физику, и он получает решение. Вот такая вот система.
rian.ru
Читайте также:
Открытия, сделанные в Большом адронном коллайдере
10 сентября 2008 года был произведен официальный запуск коллайдера.
Вскоре после запуска ускоритель вышел из строя и был остановлен до весны 2009 года.
21 октября 2008 года в одном из зданий ЦЕРН в Женеве прошла церемония официального открытия большого адронного коллайдера, которую было решено провести, несмотря на проблемы с запуском.
В 2013 году БАК приостановил свою работу на плановый ремонт и в апреле 2015 года вновь запущен для работы. После запланированного ремонта БАК почти в два раза увеличил свою мощность с 8 до 13 ТэВ, что, по мнению ученых, может привести к новым крупным открытиям.
Запланированная мощность БАК составляет 14 ТэВ, однако она еще ни разу не была достигнута в ходе работы коллайдера.
4 июля 2012 года, после трех лет экспериментов на Большом адронном коллайдере физики ЦЕРНа объявили об открытии "частицы, по своим параметрам очень похожей на бозон Хиггса". Они установили, что масса новой частицы составляет 125-126 гигаэлектронвольт (неопределённость связана с погрешностью измерений). Она не имеет электрического заряда и нестабильна.
Найденная частица проявляла себя наиболее четко в двух самых чистых каналах распада: это распад на два фотона и распад на два Z-бозона с их последующим распадом на четыре лептона (электрона или мюона). Поиски велись еще в трех каналах распада, но из-за больших статистических погрешностей и сильного фона заметить проявления бозона Хиггса в них не удавалось.
На тот момент ученым не было в точности ясно, насколько открытая ими частица соответствует предсказаниям Стандартной модели. К марту 2013 года физики получили достаточно данных о частице, чтобы официально объявить, что это бозон Хиггса.
8 октября 2013 года британскому физику Питеру Хиггсу и бельгийцу Франсуа Энглеру, открывшему механизм нарушения электрослабой симметрии (благодаря этому нарушению элементарные частицы могут иметь массу), была присуждена Нобелевская премия по физике за "теоретическое открытие механизма, который обеспечил понимание происхождения масс элементарных частиц".
В декабре 2013 года, благодаря анализу данных с помощью нейронных сетей, физики ЦЕРНа впервые зафиксировали следы распада бозона Хиггса на фермионы — тау-лептоны и пары b-кварк и b-антикварк.
В июне 2014 года ученые, работающие на детекторе ATLAS, после обработки всей накопленной статистики, уточнили результаты измерения массы хиггсовского бозона. По их данным масса бозона Хиггса равна 125,36 ± 0,41 гигаэлектронвольт. Это практически совпадает — как по значению, так и по точности — с результатом ученых, работающих на детекторе CMS.
В февральской 2015 года публикации в журнале Physical Review Letters физики заявили, что возможной причиной практически полного отсутствия антиматерии во Вселенной и преобладания обычной видимой материи могли послужить движения поля Хиггса – особой структуры, где "живут" бозоны Хиггса. Российско-американский физик Александр Кусенко из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США) и его коллеги полагают, что им удалось найти ответ на эту вселенскую загадку в тех данных, которые были собраны Большим адронным коллайдером во время первого этапа его работы, когда был обнаружен бозон Хиггса, знаменитая "частица бога".
14 июля 2015 года стало известно, что специалисты Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) после ряда экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) объявили об открытии ранее предсказанной российскими учеными новой частицы, называемой пентакварком. Изучение свойств пентакварков позволит лучше понять, как устроена обычная материя. Возможность существования пентакварков предсказали сотрудники Петербургского института ядерной физики имени Константинова Дмитрий Дьяконов, Максим Поляков и Виктор Петров.
Данные, собранные БАК на первом этапе работы, позволили физикам из коллаборации LHCb, занимающейся поиском экзотических частиц на одноименном детекторе, "поймать" сразу несколько частиц из пяти кварков, получивших временные имена Pc(4450)+ и Pc(4380)+. Они обладают очень большой массой – около 4,4-4,5 тысячи мегаэлектронвольт, что примерно в четыре-пять раз больше, чем аналогичный показатель для протонов и нейтронов, а также достаточно необычным спином. По своей природе они представляют собой четыре "нормальных" кварка, склеенных с одним антикварком.
Статистическая достоверность открытия составляет девять сигма, что эквивалентно одной случайной ошибке или сбою в работе детектора в одном случае на четыре миллиона миллиардов (10 в 18 степени) попыток.
Одной из целей второго запуска БАК станет поиск темной материи. Предполагается, что обнаружение такой материи поможет решить проблемы скрытой массы, которая, в частности, заключается в аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников