Большой адронный коллайдер

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

27-километровый подземный туннель, предназначенный для размещения ускорителя LHC.

Подземный зал, в котором будет смонтирован детектор ATLAS. Фотография октября 2004 года, когда работы по постройке детектора только начались.

Большо́й адро́нный колла́йдер (англ. LHC, Large Hadron Collider), строящийся в настоящее время в Европейском центре ядерных исследований CERN (Centre Europeen de Recherche Nucleaire) усилиями физиков всего мира, является ускорителем, предназначенным для ускорения протонов и тяжелых ионов. Целью проекта LHC прежде всего является открытие бозона Хиггса — последней экспериментально не найденной частицы Стандартной Модели (СМ) — и поиск физики вне рамок СМ. Также большое внимание планируется уделить исследованиям свойств W и Z-бозонов, ядерным взаимодействиям при сверхвысоких энергиях, процессам рождения и распадов тяжелых кварков (b и t).

Идея проекта LHC родилась в 1984 году и была официльно одобрена десятью годами позже. Строительство LHC началось в 2001 году.

На коллайдере LHC предполагается сталкивать протоны с суммарной энергией 14 ТэВ (то есть 14 тераэлектронвольт или 14·10¹² электронвольт) в системе центра масс налетающих частиц, а также ядра свинца с энергией 5,5 ГэВ (то есть 5,5·10⁹ электронвольт) на каждую пару сталкивающихся нуклонов.

Большой адронный коллайдер строится в существующем туннеле, который прежде занимал Большой Электрон-позитронный коллайдер LEP (Large Electron-Positron Collider). Туннель с периметром 26,7 км проложен на глубине около ста метров на территории Франции и Швейцарии. Для удержания и коррекции протонных пучков используются 1624 сверхпроводящих магнита, общая длина которых превышает 22 км. Последний из них был установлен в туннеле 27 ноября 2006 года. Магниты будут работать при температуре -271°C. Строительство специальной криогенной линии для охлаждения магнитов закончено 19 ноября 2006 года.

Первые тестовые столкновения с энергией 900 ГэВ (так называемый Commission Run) должны быть проведены в ноябре 2007 года. Отметим, что энергия сталкивающихся пучков во время Commission Run будет в два раза ниже, чем энергия в системе центра масс на коллайдере Tevatron. В начале 2008 года планируется выход на энергию 7 ТэВ, а в апреле 2008 года ожидается достижение проектной энергии в 14 ТэВ.

После запуска LHC будет самым высокоэнергичным ускорителем элементарных частиц в мире, почти на порядок превосходя по энергии своих ближайших конкурентов — протон-антипротонный коллайдер Tevatron, который в настоящее время работает в Национальной ускорительной лаборатории им. Э. Ферми (США) и Релятивистский коллайдер тяжёлых ионов RHIC, работающий в Брукхейвенской лаборатории (США).

Светимость LHC во время Commission Run составит всего 10²⁹ частиц/см²·с. Это весьма скромная величина. Однако с января 2008 года светимость LHC будет постепенно повышаться от начальной 5·10³² частиц/см²·с до номинальной 1,7·10³⁴ частиц/см²·с, что по порядку величины соответствует светимостям современных B-фабрик BaBar (SLAC, США) и Belle (KEK, Япония). Выход на номинальную светимость планируется в 2010 году.

Планируется, что на LHC будут работать четыре детектора: ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb (The Large Hadron Collider beauty experiment) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Установки ATLAS и CMS предназначены для поиска бозона Хиггса и «нестандартной физики». Детектор LHCb оптимизирован под исследования физики b-кварков, а детектор ALICE для поиска кварк-глюонной плазмы или кварк-глюонной жидкости в столкновениях ионов свинца.

Россия принимает активное участие как в строительстве LHC так и в создании всех четырёх детекторов, которые должны работать на коллайдере.

Для хранения и обработки данных, которые будут поступать с ускорителя LHC и детекторов, задействован проект распределённых вычислений LHC@Home.

[править] См. также

• Бозон Хиггса
• Адрон

[править] Ссылки

• Официальный сайт LHC
• Новости со стройки
• Эксперимент CMS (CERN)
• Эксперимент ATLAS (CERN)
• Эксперимент ATLAS - популярное изложение (CERN)
• "Россия в эксперименте ATLAS" - официальный сайт российских групп
• Эксперимент LHCb (CERN)
• Эксперимент ALICE (CERN)
• "Что такое LHC?" - перевод официальных страниц проекта LHC@Home

[править] Публикации

• Об участии РФ в проекте LHC
• Сайт, посвященный проекту LHC
• Н.Никитин, Время искать Хиггс
• Р.Георгиев, Конструктор черных дыр
• ИФВЭ в проекте LHC
• Cоздание торцевых адронных калориметров детектора CMS

[править] Статьи

• Эпоха монстров-ускорителей близится к финалу (CNews 25.09.06)

Это незавершённая статья по физике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.