Удвоенную энергию Большого адронного коллайдера направили на поиск темной материи

Увеличив вдвое энергию частиц в Большом адронном коллайдере (БАК), экспериментаторы приблизились к разгадке природы темной материи и причин, по которым материя и антиматерия не подверглись взаимному уничтожению. Об этом сообщил профессор университета Фрайбурга (Германия), член Комитета европейской стратегии физики высоких энергий Питер Йони.

Йони стал участником открывшейся 31 августа в Санкт-Петербурге III конференции "Физика Большого адронного коллайдера-2015 /LHCP-2015/".

"Разгадка тайны темной материи - это очень большая мотивация", - сказал Йони. Однако ученые не знают, приведет ли повышение энергии частиц с 6,5 до 13 тераэлектронвольт (ТэВ) к открытию, или энергию коллайдера придется повышать еще несколько раз. Также не известно, сколько времени понадобится для поиска разгадки темной материи.

Руководитель отделения физики высоких энергий Петербургского института Ядерной физики Алексей Воробьев пояснил, что эксперименты, связанные с темной материей, на Большом адронном коллайдере не представляют никакой угрозы землянам. "Если в результате экспериментов и возникнет маленькая черная дыра, то она тут же испарится", - сказал он.

"Опасны не сами эксперименты, а неожиданные изменения в работе уникального испытательного стенда, которым является БАК", - сказал Владимир Шевченко, заместитель директора Центра фундаментальных исследований НИЦ "Курчатовский институт".

По его словам, опасность исходит от радиационной нагрузки, которую в результате разгона и столкновения частиц несет конструкция коллайдера, датчики и аппаратура. "Любая обычная электроника, которой мы пользуемся в быту, сгорела бы в коллайдере за несколько минут", - сказал он.

Поэтому для регистрации столкновения протонов и разлета частиц применяется специальная электроника. Но и она требует регулярного обновления. "Обновление коллайдера ведется практически непрерывно и чем-то напоминает живой организм, где постоянно часть клеток отмирает и заменяется новыми", - пояснил Шевченко.

Необходимость поддержания безопасного режима работы заставила ученых постепенно повышать энергию сталкивающихся частиц. "Мы вынуждены двигаться очень медленно, повышая энергию разгона сталкивающихся частиц, потому что не знаем, в какой момент это может вызвать качественные изменения в пучке частиц", - пояснил Шевченко. По его словам, этот метод схож с экспериментами автомобилистов, выясняющих, на какой скорости автомобиль может войти в поворот, не перевернувшись.

Владимир Шевченко рассказал, что в различных экспериментах на Большом адронном коллайдере участвует 800 российских физиков и инженеров.

Большой адронный коллайдер представляет собой 27-километровое кольцо, расположенное под землей под территорией Франции и Швейцарии. В нем поддерживается вакуум и температура, близкая к абсолютному нулю, что необходимо для соблюдения чистоты экспериментов. Ускорители разгоняют протоны до огромных скоростей, направляя их навстречу друг другу. "Это очень чувствительное устройство, напоминающее виолончель", - сказал Владимир Шевченко, характеризуя БАК.

Эксперименты на коллайдере начались в 2008 году, в 2012 году здесь был открыт новый тип элементарных частиц - Бозон Хиггса. Коллайдер создан для фундаментальных исследований, однако в процессе проведения экспериментов портфель исследователей наполнился сотнями прикладных разработок. С июня 2015 года коллайдер работает на удвоенной энергии разгона частиц.