Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
"LHC" перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см LHC (значения) .

Большой адронный коллайдер
(LHC)
LHC.svg
LHC эксперименты
АТЛАСАппарат тороидального LHC
CMSКомпактный мюонный соленоид
LHCbБАК-красота
АлисаЭксперимент на большом ионном коллайдере
ТОТЕМПолное сечение, упругое рассеяние и дифракционная диссоциация.
LHCfLHC-вперед
MoEDALДетектор монополей и экзотики на LHC
ФАЗЕРЭксперимент по поиску ForwArd
Предускорители LHC
p и PbЛинейные ускорители для протонов (линейный ускоритель 4) и свинца (ЛУ 3)
(не отмечен)Протонный синхротронный ускоритель
PSПротонный синхротрон
СПССупер протонный синхротрон
Адронные коллайдеры
Пересекающиеся кольца для храненияЦЕРН , 1971–1984 гг.
Протонно-антипротонный коллайдер ( SPS )ЦЕРН , 1981–1991 гг.
ИЗАБЕЛЬBNL , отменен в 1983 г.
ТеватронФермилаб , 1987–2011 гг.
Сверхпроводящий суперколлайдерОтменено в 1993 г.
Релятивистский коллайдер тяжелых ионовBNL , 2000 – настоящее время
Большой адронный коллайдерЦЕРН , 2009 – настоящее время
Круговой коллайдер будущегоПредложил
Ускорительный комплекс ЦЕРН
Cern-accelerator-complex.svg
Список текущих
ускорителей частиц в ЦЕРНе
Linac 3Ускоряет ионы
ОБЪЯВЛЕНИЕЗамедляет антипротоны
LHCСталкивается протоны или тяжелые ионы
LEIRУскоряет ионы
PSBУскоряет протоны или ионы
PSУскоряет протоны или ионы
СПСУскоряет протоны или ионы

Большой адронный коллайдер ( БАК ) является самым большим и самым высоким в мире энергии коллайдер частиц и самый большой машиной в мире. [1] [2] Он был построен Европейской организацией ядерных исследований (CERN) в период с 1998 по 2008 год в сотрудничестве с более чем 10 000 ученых и сотнями университетов и лабораторий, а также более чем в 100 странах. [3] Он находится в туннеле 27 километров (17 миль) в окружности и глубиной до 175 метров (574 фута) под французско-швейцарской границей недалеко от Женевы .

Первые столкновения были достигнуты в 2010 году при энергии 3,5  тера электронвольт (ТэВ) на пучок, примерно в четыре раза предыдущий мировой рекорд. [4] [5] После модернизации она достигла 6,5 ТэВ на пучок (полная энергия столкновения 13 ТэВ, текущий мировой рекорд). [6] [7] [8] [9] В конце 2018 года он вошел в двухлетний период остановки для дальнейших обновлений.

Коллайдер имеет четыре точки пересечения, вокруг которых расположены семь детекторов , каждый из которых предназначен для определенных видов исследований. LHC в первую очередь сталкивает пучки протонов, но он также может использовать пучки тяжелых ионов : столкновения свинца и свинца и столкновения протонов со свинцом обычно происходят в течение одного месяца в году. Целью детекторов БАК является , чтобы позволить физикам проверить предсказания различных теорий физики элементарных частиц , в том числе измерения свойств бозона Хиггса [10] и поиск большого семейства новых частиц , предсказываемых суперсимметричных теорий , [11] , как а также другиенерешенные вопросы физики .

Фон [ править ]

Термин адронный относится к податомным композитным частицам , состоящим из кварков , удерживаемых вместе с помощью сильной силы (как атомы и молекул удерживаются вместе с помощью электромагнитной силы ). [12] Самые известные адроны - это барионы, такие как протоны и нейтроны ; адроны также включают мезоны, такие как пион и каон , которые были открыты в ходе экспериментов с космическими лучами в конце 1940-х - начале 1950-х годов. [13]

Коллайдер представляет собой тип ускорителя частиц с двумя направленными пучками частиц . В физике элементарных частиц коллайдеры используются как инструмент исследования: они ускоряют частицы до очень высоких кинетических энергий и позволяют им сталкиваться с другими частицами. [1] Анализ побочных продуктов этих столкновений дает ученым убедительные доказательства структуры субатомного мира и законов природы, управляющих им. Многие из этих побочных продуктов образуются только в результате столкновений с высокой энергией, и они распадаются через очень короткие промежутки времени. Таким образом, многие из них трудно или почти невозможно изучить другими способами. [14]

Цель [ править ]

Многие физики надеются, что Большой адронный коллайдер поможет ответить на некоторые фундаментальные открытые вопросы физики, которые касаются основных законов, управляющих взаимодействиями и силами между элементарными объектами , глубокой структурой пространства и времени и, в частности, взаимосвязью между квантовыми объектами. механика и общая теория относительности . [15]

Также необходимы данные экспериментов с частицами высоких энергий, чтобы предположить, какие версии текущих научных моделей с большей вероятностью будут правильными - в частности, для выбора между Стандартной моделью и моделью Хиггса, а также для подтверждения их прогнозов и дальнейшего теоретического развития.

Проблемы, исследованные столкновениями LHC, включают: [16] [17]

  • это масса из элементарных частиц , вырабатываемый механизм Хиггса через электрослабое нарушение симметрии ? [18] Ожидалось, что эксперименты на коллайдере либо продемонстрируют, либо исключат существование неуловимого бозона Хиггса , тем самым позволив физикам подумать о том, правильнее ли Стандартная модель или ее альтернативы без Хиггса. [19] [20]
  • является суперсимметрия , расширение стандартной модели и симметрии Пуанкаре , реализованной в природе, подразумевая , что все известные частицы имеют суперсимметричные партнеры ? [21] [22] [23]
  • Существуют ли дополнительные измерения , [24] , как предсказывается различными моделями , основанными на теории струн , и мы можем их обнаружить? [25]
  • Какова природа темной материи, которая, по-видимому, составляет 27% массы-энергии Вселенной ?

Другие открытые вопросы, которые можно исследовать с помощью столкновений частиц высоких энергий:

  • Уже известно, что электромагнетизм и слабое ядерное взаимодействие - это разные проявления одной силы, называемой электрослабой силой. БАК может прояснить, являются ли электрослабое взаимодействие и сильное ядерное взаимодействие просто разными проявлениями одной универсальной объединенной силы, как предсказывают различные теории Великого Объединения .
  • Почему четвертая фундаментальная сила ( гравитация ) на столько порядков слабее трех других фундаментальных сил ? См. Также Проблема иерархии .
  • Существуют ли дополнительные источники смешения ароматов кварков помимо тех, которые уже присутствуют в Стандартной модели ?
  • Почему наблюдаются явные нарушения симметрии между материей и антивеществом ? См. Также нарушение CP .
  • Каковы природа и свойства кварк-глюонной плазмы, которая , как считается, существовала в ранней Вселенной и в некоторых компактных и странных астрономических объектах сегодня? Это будет исследовано с помощью столкновений тяжелых ионов , в основном в ALICE , но также в CMS , ATLAS и LHCb . Впервые обнаруженные в 2010 году, результаты, опубликованные в 2012 году, подтвердили явление гашения струи при столкновении тяжелых ионов. [26] [27] [28]

Дизайн [ править ]

Коллайдер находится в круглом туннеле с окружностью 26,7 км (16,6 миль) на глубине от 50 до 175 метров (от 164 до 574 футов) под землей. Изменение глубины было преднамеренным, чтобы уменьшить количество туннелей, пролегающих под горами Джура, чтобы избежать необходимости выкопать там вертикальную шахту. Туннель был выбран, чтобы избежать необходимости покупать дорогостоящую землю на поверхности, которая также оказала бы влияние на ландшафт, и чтобы воспользоваться преимуществами защиты от фонового излучения, обеспечиваемого земной корой. [29]

Карта Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе

Облицованный бетоном туннель шириной 3,8 метра (12 футов), построенный между 1983 и 1988 годами, ранее использовался для размещения Большого электронно-позитронного коллайдера . [30] Туннель пересекает границу между Швейцарией и Францией в четырех точках, большая часть которой находится во Франции. В наземных зданиях есть вспомогательное оборудование, такое как компрессоры, вентиляционное оборудование, управляющая электроника и холодильные установки.

Сверхпроводящие квадрупольные электромагниты используются для направления лучей к четырем точкам пересечения, где будут происходить взаимодействия между ускоренными протонами.

Туннель коллайдера содержит два смежных параллельных лучевых канала (или лучевых труб ), каждый из которых содержит луч, который движется в противоположных направлениях вокруг кольца. Лучи пересекаются в четырех точках вокруг кольца, где и происходят столкновения частиц. Около 1232 дипольных магнита удерживают лучи на круговой траектории (см. Изображение [31] ), в то время как дополнительные 392 квадрупольных магнита используются для сохранения фокусировки лучей, с более сильными квадрупольными магнитами рядом с точками пересечения, чтобы максимизировать шансы взаимодействия где пересекаются две балки. Магниты более высоких мультипольных порядков используются для исправления небольших недостатков в геометрии поля. Всего около 10 000Установлены сверхпроводящие магниты , дипольные магниты которых имеют массу более 27 тонн. [32] Приблизительно 96 тонн сверхтекучего гелия-4 необходимо для поддержания рабочей температуры магнитов из покрытого медью ниобий-титана на уровне 1,9 К (-271,25 ° C), что делает LHC крупнейшей криогенной установкой в ​​мире. мир при температуре жидкого гелия. LHC использует 470 тонн сверхпроводника Nb – Ti. [33]

Во время работы LHC площадка CERN потребляет примерно 200 МВт электроэнергии из французской электросети , что, для сравнения, составляет около одной трети энергопотребления города Женевы; ускоритель и детекторы LHC потребляют около 120 МВт. [34] Каждый день его работы генерирует 140 терабайт данных. [35]

При текущем рекордном уровне энергии 6,5 ТэВ на протон [36] один или два раза в день, когда протоны ускоряются с 450  ГэВ до 6,5  ТэВ , поле сверхпроводящих дипольных магнитов увеличивается с 0,54 до 7,7 тесла (T ) . Каждый протон имеет энергию 6,5 ТэВ, что дает полную энергию столкновения 13 ТэВ. При этой энергии протоны имеют фактор Лоренца около 6930 и движутся со скоростью около 0,999 999 990  c , что примерно на 3,1 м / с (11 км / ч) медленнее скорости света ( c ). Это занимает менее 90 микросекунд (мкс)чтобы протон прошел 26,7 км вокруг главного кольца. Это приводит к 11 245 оборотам в секунду для протонов, независимо от того, находятся ли частицы в основном кольце с низкой или высокой энергией, поскольку разница в скоростях между этими энергиями превышает пятый десятичный знак. [37]

Вместо того, чтобы иметь непрерывные пучки, протоны сгруппированы вместе в до 2808 сгустков , по 115 миллиардов протонов в каждом сгустке, так что взаимодействия между двумя лучами происходят с дискретными интервалами, в основном в 25 наносекунд (нс) друг от друга, обеспечивая столкновение сгустков частота 40 МГц. В первые годы он работал с меньшим количеством пучков. Дизайн светимость БАКА составляет 10 34 см -2 сек -1 , [38] , который впервые был достигнут в июне 2016 года [39] К 2017 году в два раза это значение было достигнуто. [40]

Протоны LHC исходят из небольшого красного резервуара с водородом.

Перед впрыском в основной ускоритель частицы подготавливаются с помощью ряда систем, которые последовательно увеличивают свою энергию. Первая система - это линейный ускоритель частиц LINAC 4, генерирующий отрицательные ионы водорода (H - ионы) с энергией 160 МэВ , который питает протонный синхротронный ускоритель (PSB). Там оба электрона лишаются ионов водорода, оставляя только ядро, содержащее один протон. Затем протоны ускоряются до 2 ГэВ и вводятся в протонный синхротрон (PS), где они ускоряются до 26 ГэВ. Наконец, суперпротонный синхротрон(SPS) используется для дальнейшего увеличения их энергии до 450 ГэВ, прежде чем они, наконец, будут введены (в течение нескольких минут) в главное кольцо. Здесь сгустки протонов накапливаются, ускоряются (в течение 20 минут ) до максимальной энергии и, наконец, циркулируют в течение 5–24 часов, в то время как столкновения происходят в четырех точках пересечения. [41]

Физическая программа LHC в основном основана на протон-протонных столкновениях. Однако в программу включены более короткие периоды работы, обычно один месяц в году, столкновения тяжелых ионов. Хотя рассматриваются и более легкие ионы, в базовой схеме рассматриваются ионы свинца [42] (см. Эксперимент с большим ионным коллайдером ). Ионы свинца сначала ускоряются линейным ускорителем LINAC 3 , а низкоэнергетическое ионное кольцо (LEIR) используется в качестве накопителя и охладителя ионов. Затем ионы дополнительно ускоряются PS и SPS перед инжекцией в кольцо LHC, где они достигают энергии 2,3 ТэВ на нуклон (или 522 ТэВ на ион) [43].выше, чем энергии, достигнутые на коллайдере релятивистских тяжелых ионов . Целью программы по тяжелым ионам является исследование кварк-глюонной плазмы , существовавшей в ранней Вселенной . [44]

Детекторы [ править ]

См. Также: Список экспериментов на Большом адронном коллайдере.

Семь детекторов были построены на LHC, расположенных под землей в больших пещерах, вырытых в точках пересечения LHC. Два из них, эксперимент ATLAS и компактный мюонный соленоид (CMS), являются крупными детекторами частиц общего назначения . [2] ALICE и LHCb имеют более специфические роли, а последние три, TOTEM , MoEDAL и LHCf , намного меньше по размеру и предназначены для очень специализированных исследований. Эксперименты ATLAS и CMS открыли бозон Хиггса, что является убедительным доказательством того, что Стандартная модель имеет правильный механизм придания массы элементарным частицам. [45]

Детектор CMS для LHC

Краткое изложение основных детекторов BBC: [46]

ДетекторОписание
АТЛАСОдин из двух детекторов общего назначения. ATLAS изучает бозон Хиггса и ищет признаки новой физики, включая происхождение массы и дополнительных измерений.
CMSДругой детектор общего назначения, такой как ATLAS, изучает бозон Хиггса и ищет ключи к разгадке новой физики.
АлисаALICE изучает «жидкую» форму материи, называемую кварк-глюонной плазмой, которая существовала вскоре после Большого взрыва .
LHCbLHCb исследует, что случилось с «пропавшим» антивеществом, когда равное количество вещества и антивещества было создано в результате Большого взрыва.

Вычислительные и аналитические средства [ править ]

Основная статья: Worldwide LHC Computing Grid

Данные, полученные с помощью LHC, а также моделирования, связанного с LHC, оценивались примерно в 15 петабайт в год (максимальная пропускная способность при работе не указана) [47], что само по себе являлось серьезной проблемой в то время.

LHC Computing Grid [48] был построен как часть конструкции LHC, обрабатывать большие объемы данных ожидаемых за его столкновения. Это международный совместный проект, состоящий из инфраструктуры компьютерной сети на основе грида, первоначально соединяющей 140 вычислительных центров в 35 странах (более 170 в 36 странах по состоянию на 2012 год ). Он был разработан ЦЕРН для обработки значительного объема данных, полученных в ходе экспериментов на LHC [49] [50], включая как частные оптоволоконные кабельные линии, так и существующие высокоскоростные участки общедоступного Интернета, чтобы обеспечить передачу данных из ЦЕРНа в академические учреждения поблизости. мир. [51]Open Science Grid используется как основная инфраструктура в США, а также как часть взаимодействующей федерации с LHC Computing Grid.

Распределенный вычислительный проект LHC @ дома начали поддерживать строительство и калибровку БАКА. В проекте используется платформа BOINC , позволяющая любому, у кого есть подключение к Интернету и компьютер под управлением Mac OS X , Windows или Linux, использовать время простоя своего компьютера для моделирования того, как частицы будут перемещаться в лучевых трубах. Обладая этой информацией, ученые могут определить, как следует откалибровать магниты, чтобы получить наиболее стабильную «орбиту» лучей в кольце. [52] В августе 2011 года было запущено второе приложение (Test4Theory), которое выполняет моделирование, с которым сравниваются фактические данные испытаний, чтобы определить уровни достоверности результатов.

К 2012 году были проанализированы данные из более чем 6 квадриллионов (6 x 10 15 ) протон-протонных столкновений LHC, [53] данные о столкновениях LHC производились примерно со скоростью 25 петабайт в год, а вычислительная сеть LHC стала крупнейшей вычислительной сетью в мире. grid в 2012 году, включающий более 170 вычислительных мощностей в глобальной сети в 36 странах. [54] [55] [56]

История операций [ править ]

Впервые БАК был запущен 10 сентября 2008 г. [57], но первоначальные испытания были отложены на 14 месяцев с 19 сентября 2008 г. по 20 ноября 2009 г. из-за инцидента с гашением магнита , в результате которого были повреждены более 50 сверхпроводящих магнитов , их крепления и вакуумная труба . [58] [59] [60] [61] [62]

Во время своего первого запуска (2010–2013) LHC столкнулся с двумя противоположными пучками частиц либо протонов с силой до 4  тераэлектронвольт (4 ТэВ или 0,64 микроджоулей ) , либо ядер свинца (574 ТэВ на ядро, или 2,76 ТэВ на нуклон ). [63] [64] Его первые открытия включали долгожданный бозон Хиггса , несколько составных частиц ( адронов ), таких как состояние боттомония χ b (3P) , первое создание кварк-глюонной плазмы. , и первые наблюдения очень редкого распада B s- мезона на два мюона (B s 0 → μ + μ - ), которые поставили под сомнение обоснованность существующих моделей суперсимметрии . [65]

Строительство [ править ]

Операционные проблемы [ править ]

Размер LHC представляет собой исключительную инженерную проблему с уникальными эксплуатационными проблемами из-за количества энергии, хранящейся в магнитах и ​​лучах. [41] [66] Во время работы общая энергия, запасенная в магнитах, составляет 10 ГДж (2400 кг в тротиловом эквиваленте), а общая энергия, переносимая двумя лучами, достигает 724 МДж (173 кг в тротиловом эквиваленте). [67]

Потеря только одна десять-миллионной части (10 -7 ) пучок достаточно , чтобы погасить в сверхпроводящий магнит , в то время как каждый из двух ловушек должен поглощать 362 МДжа (87 кг тротила). Эти энергии переносятся очень небольшим количеством вещества: при номинальных рабочих условиях (2808 пучков на пучок, 1,15 × 10 11 протонов на пучок) в трубках пучка содержится 1,0 × 10 -9 г водорода, который в стандартных условиях для температуры и давления , заполнит объем одной песчинки.

Стоимость [ править ]

См. Также: Список мегапроектов

При бюджете в 7,5 млрд евро (примерно 9 млрд долларов или 6,19 млрд фунтов стерлингов по состоянию на июнь 2010 г. ) LHC является одним из самых дорогих научных инструментов [1], когда-либо созданных. [68] Ожидается, что общая стоимость проекта составит порядка 4,6 млрд швейцарских франков (примерно 4,4 млрд долларов, 3,1 млрд евро или 2,8 млрд фунтов стерлингов на январь 2010 г. ) для ускорителя и 1,16 млрд ( SFr) (примерно 1,1 млрд долларов, 0,8 млрд евро или 0,7 млрд фунтов стерлингов по состоянию на январь 2010 г. ) за вклад ЦЕРН в эксперименты. [69]

Строительство БАК было одобрено в 1995 году с бюджетом в 2,6 млрд швейцарских франков, а еще 210 млн швейцарских франков были направлены на эксперименты. Однако перерасход, по оценкам , в крупном обзоре в 2001 году на уровне около SFR 480M для ускорителя, и SFR 50M для экспериментов, наряду с сокращением бюджета ЦЕРН, отодвинул дату завершения период с 2005 по апрель 2007 года [70] сверхпроводящем Магниты привели к увеличению стоимости на 180 миллионов швейцарских франков. Были также дополнительные расходы и задержки из-за технических трудностей, возникших при строительстве каверны для компактного мюонного соленоида , [71], а также из-за опор магнитов, которые были недостаточно прочны и не прошли первоначальные испытания (2007 г.), а также из-за повреждений из-за закалки магнита. иутечка жидкого гелия (первые испытания, 2008 г.) (см .: Несчастные случаи и задержки при строительстве ) . [72] Поскольку летом затраты на электроэнергию ниже, LHC обычно не работает в зимние месяцы [73], хотя для зимы 2009/10 и 2012/2013 годов были сделаны исключения, чтобы компенсировать задержки запуска в 2008 году. и для повышения точности измерений новой частицы, открытой в 2012 году, соответственно.

Несчастные случаи на строительстве и задержки [ править ]

  • 25 октября 2005 года техник Хосе Перейра Лагес был убит в LHC, когда на него упало распределительное устройство , которое транспортировалось. [74]
  • 27 марта 2007 года опора криогенного магнита, разработанная и предоставленная Fermilab и KEK, сломалась во время первоначального испытания давлением с участием одного из внутренних триплетных (фокусирующих квадрупольных) магнитных узлов LHC. Никто не пострадал. Директор Fermilab Пьер Оддон заявил: «В данном случае мы ошеломлены тем, что упустили очень простой баланс сил». Неисправность присутствовала в первоначальном проекте и сохранялась в течение четырех инженерных проверок в последующие годы. [75] Анализ показал, что его конструкция, сделанная как можно более тонкой для лучшей изоляции, не была достаточно прочной, чтобы выдерживать силы, возникающие во время испытаний под давлением. Подробности доступны в заявлении Fermilab, с которым ЦЕРН согласен. [76] [77]Ремонт сломанного магнита и усиление восьми идентичных узлов, используемых на LHC, отложили дату запуска, которая тогда планировалась на ноябрь 2007 года.
  • 19 сентября 2008 г. во время первоначального тестирования неисправное электрическое соединение привело к гашению магнита (внезапной потере сверхпроводящей способности сверхпроводящего магнита из-за нагрева или воздействия электрического поля ). Шесть тонн переохлажденного жидкого гелия, используемого для охлаждения магнитов, улетучились с силой, достаточной для того, чтобы сломать 10-тонные магниты поблизости от их креплений, что вызвало значительные повреждения и загрязнение вакуумной трубки (см. Инцидент с гашением в 2008 году ) ; ремонт и проверка безопасности вызвали задержку примерно на 14 месяцев. [78] [79] [80]
  • Две утечки вакуума были обнаружены в июле 2009 г., и начало работы было отложено на середину ноября 2009 г. [81]

Начальные нижние токи магнита [ править ]

Основная статья: Сверхпроводящий магнит § "Тренировка" магнита.

В обоих прогонах (с 2010 по 2012 и 2015 годы) LHC первоначально работал на энергиях ниже запланированной рабочей энергии и увеличивал энергию всего до 2 x 4 ТэВ при первом запуске и 2 x 6,5 ТэВ при втором запуске. ниже расчетной энергии 2 х 7 ТэВ. Это связано с тем, что массивные сверхпроводящие магниты требуют значительной подготовки магнита, чтобы выдерживать высокие токи без потери своей сверхпроводящей способности , а большие токи необходимы для обеспечения высокой энергии протонов. «Тренировочный» процесс включает в себя многократный запуск магнитов с более низкими токами, чтобы вызвать любые гашения или незначительные движения, которые могут возникнуть. Также требуется время для охлаждения магнитов до их рабочей температуры около 1,9 К (близкой к абсолютному нулю.). Со временем магнит «залегает» и перестает гасить при этих меньших токах и может выдерживать полный расчетный ток без гашения; СМИ ЦЕРН описывают магниты как «вытряхивающие» неизбежные крошечные производственные дефекты в своих кристаллах и положениях, которые изначально ограничивали их способность управлять запланированными токами. Магниты со временем и с обучением постепенно становятся способными управлять своими полностью запланированными токами без гашения. [82] [83]

Первые тесты (2008) [ править ]

Первый луч прошел через коллайдер утром 10 сентября 2008 года. [46] ЦЕРН успешно выпустил протоны вокруг туннеля поэтапно, по три километра за раз. Частицы были запущены в ускоритель по часовой стрелке и успешно повернули вокруг него в 10:28 по местному времени. [57] LHC успешно завершил свое основное испытание: после серии пробных запусков на экране компьютера вспыхнули две белые точки, показывающие, что протоны прошли всю длину коллайдера. Чтобы направить поток частиц по его первому контуру, потребовалось меньше часа. [84]Затем ЦЕРН успешно отправил пучок протонов в направлении против часовой стрелки, что заняло немного больше времени - полтора часа из-за проблем с криогеникой , при этом полный контур был завершен в 14:59.

Погасить инцидент [ править ]

19 сентября 2008 г. произошло гашение магнита примерно в 100 поворотных магнитах в секторах 3 и 4, где электрическое повреждение привело к потере примерно шести тонн жидкого гелия ( криогенного хладагента магнитов ), который был выпущен в туннель. Выходящий пар расширился со взрывной силой, повредив в общей сложности 53 сверхпроводящих магнита и их крепления, а также загрязнив вакуумную трубку , которая также потеряла вакуум. [58] [59] [85]

Вскоре после инцидента ЦЕРН сообщил, что наиболее вероятной причиной проблемы было неисправное электрическое соединение между двумя магнитами, и что - из-за времени, необходимого для разогрева пораженных секторов, а затем их охлаждения до рабочей температуры - это приведет к на исправление уйдет не менее двух месяцев. [86] ЦЕРН выпустил промежуточный технический отчет [85] и предварительный анализ инцидента 15 и 16 октября 2008 г. соответственно, [87] и более подробный отчет 5 декабря 2008 г. [79] Анализ инцидента, проведенный ЦЕРН, подтвердил что причиной действительно была электрическая неисправность. Неисправное электрическое соединение привело (правильно) к отказоустойчивомуотключение питания электрических систем, питающих сверхпроводящие магниты, но также вызвало электрическую дугу (или разряд), которая повредила целостность корпуса переохлажденного гелия и вакуумную изоляцию, в результате чего температура и давление охлаждающей жидкости быстро превысили возможности безопасности системы, сдерживающие его, [85] и приводящие к повышению температуры около 100 градусов Цельсия в некоторых из затронутых магнитов. Энергия, запасенная в сверхпроводящих магнитах, и электрические шумы, наведенные в других детекторах гашения, также сыграли роль в быстром нагреве. Около двух тоннжидкого гелия произошла взрывная утечка до того, как детекторы сработали аварийную остановку, и после этого произошла утечка еще четырех тонн при более низком давлении. [85] В результате аварии было повреждено 53 магнита, которые были отремонтированы или заменены во время зимнего отключения. [88] Эта авария подробно обсуждалась в статье физика ЦЕРН Лучио Росси от 22 февраля 2010 г. в статье « Наука и технологии в области сверхпроводников» . [89]

Согласно первоначальному графику ввода в эксплуатацию LHC, первые «скромные» столкновения высоких энергий с энергией центра масс 900 ГэВ должны были произойти до конца сентября 2008 года, а LHC должен был работать в 10 ТэВ к концу 2008 года. [90] Однако из-за задержки, вызванной инцидентом, коллайдер не работал до ноября 2009 года. [91] Несмотря на задержку, БАК был официально открыт 21 октября 2008 года в присутствии политические лидеры, министры науки из 20 государств-членов ЦЕРН, официальные лица ЦЕРН и члены мирового научного сообщества. [92]

Большая часть 2009 года была потрачена на ремонт и проверку повреждений, вызванных инцидентом гашения, наряду с двумя дополнительными утечками вакуума, выявленными в июле 2009 года; это перенесло начало операций на ноябрь того же года. [81]

Прогон 1: первый эксплуатационный прогон (2009–2013 гг.) [ Править ]

Семинар Джона Илиопулоса по физике LHC (2009). [93]

20 ноября 2009 года, низкоэнергетические лучи распространяются в туннеле впервые после инцидента, и вскоре после этого , 30 ноября БАК достиг 1,18 Т на луч , чтобы стать в мире ускорителя высокой энергии частиц, побив Tevatron ' предыдущий рекорд 0,98 ТэВ на пучок за восемь лет. [94]

В начале 2010 г. продолжалось наращивание энергии пучка и в первых физических экспериментах до 3,5 ТэВ на пучок, а 30 марта 2010 г. LHC установил новый рекорд столкновений при высоких энергиях за счет встречных пучков протонов при комбинированном уровне энергии 7 ТэВ. Попытка была третьей в тот день после двух неудачных попыток, в которых протоны пришлось «сбрасывать» из коллайдера и вводить новые пучки. [95] Это также ознаменовало начало основной исследовательской программы.

Первый запуск протонов завершился 4 ноября 2010 г. Запуск с ионами свинца начался 8 ноября 2010 г. и закончился 6 декабря 2010 г. [96], что позволило эксперименту ALICE изучить материю в экстремальных условиях, подобных тем, которые возникли вскоре после Большого взрыва. [97]

Первоначально ЦЕРН планировал, что LHC будет работать до конца 2012 года, с коротким перерывом в конце 2011 года, чтобы обеспечить увеличение энергии пучка с 3,5 до 4 ТэВ на пучок. [5] В конце 2012 г. планировалось, что LHC будет остановлен примерно до 2015 г., чтобы можно было перейти на запланированную энергию пучка в 7 ТэВ на пучок. [98] В конце 2012 года, в свете открытия бозона Хиггса в июле 2012 года , остановка была отложена на несколько недель до начала 2013 года, чтобы можно было получить дополнительные данные перед остановкой.

Длительное отключение 1 (2013–2015 гг.) [ Править ]

Часть LHC

LHC был закрыт 13 февраля 2013 года для его двухлетней модернизации под названием Long Shutdown 1 (LS1), которая должна была затронуть многие аспекты LHC: включение коллизий при 14 ТэВ, улучшение его детекторов и предварительных ускорителей (Proton Synchrotron и Super Proton Synchrotron), а также замену его системы вентиляции и 100 км (62 миль) кабелей, поврежденных столкновениями высокой энергии с первого запуска. [99] Модернизированный коллайдер начал свой длительный процесс запуска и испытаний в июне 2014 года, при этом ускоритель протонного синхротрона начался 2 июня 2014 года, окончательное соединение между магнитами и циркулирующими частицами протонного синхротрона завершилось 18 июня 2014 года, а первые секция основной супермагнитной системы LHC достигла рабочей температуры 1,9 К (-271,25 ° C) несколькими днями позже. [100]Из-за медленного прогресса в «обучении» сверхпроводящих магнитов было решено начать второй запуск с более низкой энергией 6,5 ТэВ на пучок, что соответствует току 11000 ампер . Сообщается, что первый из основных магнитов LHC был успешно обучен к 9 декабря 2014 года, а обучение других магнитных секторов было завершено в марте 2015 года. [101]

Прогон 2: второй производственный прогон (2015–2018 гг.) [ Править ]

5 апреля 2015 года LHC перезапустился после двухлетнего перерыва, в течение которого электрические соединители между поворотными магнитами были модернизированы, чтобы безопасно выдерживать ток, необходимый для 7 ТэВ на луч (14 ТэВ). [6] [102] Однако поворотные магниты были обучены обрабатывать только до 6,5 ТэВ на пучок (всего 13 ТэВ), что стало рабочей энергией на период с 2015 по 2017 год. [82] Впервые энергия была достигнута 10 апреля 2015 года. . [103] обновления завершились сталкивающихся протонов вместе с объединенной энергией 13 ТэВ. [104] 3 июня 2015 года LHC начал предоставлять данные по физике после почти двух лет автономной работы. [105] В последующие месяцы он использовался для протон-протонных столкновений, в то время как в ноябре машина переключилась на столкновения ионов свинца, а в декабре началась обычная зимняя остановка.

В 2016 году механизаторы сосредоточились на увеличении светимости протон-протонных столкновений. Расчетное значение было впервые достигнуто 29 июня [39], и дальнейшие улучшения увеличили частоту столкновений до 40% выше расчетного значения. [106] Общее количество столкновений в 2016 году превысило количество из прогона 1 - с более высокой энергией на столкновение. За протон-протонным пробегом последовали четыре недели столкновений протонов со свинцом. [107]

В 2017 году яркость была увеличена и вдвое превысила расчетное значение. Общее количество столкновений также было выше, чем в 2016 году. [40]

Заезд по физике 2018 года начался 17 апреля и закончился 3 декабря, включая четыре недели столкновений свинца со свинцом. [108]

Длительное отключение 2 (2018–2021 гг.) И далее [ править ]

Длительная остановка 2 (LS2) началась 10 декабря 2018 года. БАК и весь ускорительный комплекс ЦЕРН обслуживаются и модернизируются. Целью обновлений является реализация проекта Большого адронного коллайдера высокой светимости (HL-LHC), который увеличит светимость в 10 раз. По прогнозам, LS2 завершится в 2021 году, за ним последует запуск 3. [109] HL- LHC должен быть запущен к 2026 году. Длительное отключение (LS3) в 2020-х годах состоится до завершения проекта HL-LHC.

Хронология операций [ править ]

За пределами стандартной модели
Смоделированные данные детектора частиц CMS на большом адронном коллайдере, изображающие бозон Хиггса, образованный сталкивающимися протонами, распадающимися на адронные струи и электроны
Стандартная модель
Свидетельство
  • Проблема иерархии
  • Темная материя
  • Темная энергия
  • Квинтэссенция
  • Фантомная энергия
  • Темное излучение
  • Темный фотон
  • Проблема космологической постоянной
  • Сильная проблема CP
  • Колебания нейтрино
Теории
  • Теория Бранса – Дике
  • Гипотеза космической цензуры
  • Пятая сила
  • F-теория
  • Теория всего
  • Гипотеза математической вселенной
  • Единая теория поля
  • Теория Великого Объединения
  • Море Дирака
  • Разноцветный
  • Теория Калуцы – Клейна
  • Теория объективного коллапса
  • Квантовая теория поля
  • Квантовая теория поля в искривленном пространстве-времени
  • Теория теплового квантового поля
  • Топологическая квантовая теория поля
  • Конформная теория поля
  • Двумерная конформная теория поля
  • Локальная квантовая теория поля
  • Теория поля Лиувилля
  • 6D (2,0) суперконформная теория поля
  • Некоммутативная квантовая теория поля
  • Квантовая механика
  • Квантовая космология
  • Космология браны
  • Теория струн
  • Теория суперструн
  • М-теория
  • Гипотеза математической вселенной
  • Зеркальное дело
  • Модель Рэндалла – Сундрама
  • теория де Бройля – Бома
  • Стохастическая электродинамика
  • Гипотеза термализации собственного состояния
  • Теория Янга – Миллса
  • N = 4 суперсимметричная теория Янга – Миллса
  • Твисторная теория струн
  • Темная жидкость
  • Теория рассеяния
  • Теория сверхтекучего вакуума
  • Двойная специальная теория относительности
  • инвариант де Ситтера специальная теория относительности
  • Причинные фермионные системы
  • Квантовая термодинамика
  • Термодинамика черной дыры
  • Цифровая физика
  • Физика без частиц
  • Гравифотон
  • Гравискалар
  • Гравитон
  • Гравитино
  • Массивная гравитация
  • Теория Янга – Миллса
  • Калибровочная теория
  • Теория калибровочной гравитации
  • Калибровочная теория гравитации
  • Теория скрытых переменных
  • Теория пилотных волн
  • Симметрия CPT
Суперсимметрия
  • MSSM
  • NMSSM
  • Теория суперструн
  • М-теория
  • Супергравитация
  • Нарушение суперсимметрии
  • Большие дополнительные размеры
Квантовая гравитация
  • Ложный вакуум
  • Теория струн
  • Отжим пена
  • Квантовая пена
  • Квантовая геометрия
  • Петлевая квантовая гравитация
  • Квантовая космология
  • Петлевая квантовая космология
  • Причинная динамическая триангуляция
  • Причинные фермионные системы
  • Причинные множества
  • Симметрия событий
  • Каноническая квантовая гравитация
  • Полуклассическая гравитация
  • Теория сверхтекучего вакуума
Эксперименты
  • ЭННИ
  • Гран Сассо
  • Я НЕ
  • LHC
  • SNO
  • Супер-К
  • Теватрон
  • Новая звезда
  • v
  • т
  • е
ДатаМероприятие
10 сен 2008ЦЕРН успешно выпустил первые протоны по всей туннельной цепи поэтапно.
19 сен 2008Магнитное гашение произошло примерно в 100 поворотных магнитах в секторах 3 и 4, что привело к потере примерно 6 тонн жидкого гелия .
30 сен 2008Первые «скромные» столкновения с высокими энергиями были запланированы, но отложены из-за аварии. [32]
16 октября 2008 г.ЦЕРН опубликовал предварительный анализ аварии.
21 октября 2008 г.Официальное открытие.
5 декабря 2008 г.ЦЕРН опубликовал подробный анализ.
20 ноя 2009Впервые после аварии в туннеле циркулировали низкоэнергетические лучи. [61]
23 ноя 2009Первые столкновения частиц во всех четырех детекторах при 450 ГэВ.
30 ноя 2009LHC становится самым высокоэнергетическим ускорителем частиц в мире, достигающим 1,18 ТэВ на пучок, побив предыдущий рекорд Тэватрона, составлявший 0,98 ТэВ на пучок за восемь лет. [110]
15 декабря 2009 г.Первые научные результаты, охватывающие 284 столкновения в детекторе ALICE . [111]
30 марта 2010 г.Два луча столкнулись при 7 ТэВ (3,5 ТэВ на луч) на LHC в 13:06 CEST, что ознаменовало начало исследовательской программы LHC.
8 ноя 2010Старт первого цикла с ионами свинца.
6 декабря 2010 г.Конец цикла с ионами свинца. Остановка до начала 2011 года.
13 марта 2011 г.Начало бега 2011 г. на пучках протонов. [112]
21 апреля 2011 г.LHC становится самым ярким адронным ускорителем в мире, достигая максимальной светимости 4,67 · 10 32  см −2 с −1 , побив предыдущий рекорд Теватрона в 4 · 10 32  см −2 с −1, установленный в течение одного года. [113]
24 мая 2011ALICE сообщает, что кварк-глюонная плазма была получена с более ранними столкновениями свинца. [114]
17 июн 2011Эксперименты с высокой светимостью ATLAS и CMS достигают 1 фб -1 собранных данных. [115]
14 октября 2011 г.LHCb достигает 1 фб -1 собранных данных. [116]
23 октября 2011 г.Эксперименты с высокой светимостью ATLAS и CMS достигают 5 фб -1 собранных данных.
Ноя 2011Второй запуск с ионами свинца.
22 декабря 2011 г.Первое открытие новой составной частицы, боттомониевого мезона χ b (3P) , наблюдавшегося в протон-протонных столкновениях в 2011 году [117].
5 апреля 2012 г.Первые столкновения с устойчивыми балками в 2012 году после зимней остановки. Энергия увеличена до 4 ТэВ на пучок (8 ТэВ в столкновениях). [118]
4 июля 2012 г.Первое открытие новой элементарной частицы, обнаруженный новый бозон, который "согласуется" с теоретическим бозоном Хиггса. (Теперь это подтверждено как сам бозон Хиггса. [119] )
8 ноя 2012Первое наблюдение очень редкого распада B s- мезона на два мюона (B s 0 → μ + μ - ), главное испытание теорий суперсимметрии , [120], показывает результаты при 3,5 сигма, которые соответствуют Стандартной модели, а не многим из них. его суперсимметричные варианты.
20 января 2013Начало первого сеанса столкновения протонов с ионами свинца.
11 февраля 2013 г.Конец первого сеанса столкновения протонов с ионами свинца.
14 февраля 2013 г.Начало первого длительного останова для подготовки коллайдера к более высокой энергии и яркости. [121]
7 марта 2015 г.Инжекционные тесты для Run 2 отправляют протоны в сторону LHCb и ALICE
5 апреля 2015 г.Оба луча циркулировали в коллайдере. [6] Четыре дня спустя был достигнут новый рекорд энергии 6,5 ТэВ на протон. [122]
20 мая 2015Протоны столкнулись в LHC с рекордной энергией столкновения 13 ТэВ. [104]
3 июн 2015Начало поставки физических данных после почти двух лет автономной работы для повторного ввода в эксплуатацию. [105]
4 ноя 2015Окончание столкновений протонов в 2015 г., начало подготовки к столкновениям ионов.
25 ноя 2015Первые столкновения ионов при рекордной энергии более 1 ПэВ (10 15 эВ) [123]
13 декабря 2015 г.Конец ионных столкновений в 2015 году
23 апреля 2016 г.Сбор данных в 2016 году начинается
29 июня 2016 г.LHC достигает светимости 1,0 · 10 34  см −2 с −1 , что является его расчетным значением. [39] Дальнейшие улучшения, проведенные в течение года, увеличили яркость до 40% выше проектного значения. [106]
26 октября 2016 г.Конец 2016 года протон-протонные столкновения
10 ноя 2016Начало столкновений протонов со свинцом 2016 г.
3 декабря 2016 г.Конец 2016 г. столкновения протонов со свинцом
24 мая 2017Начало протон-протонных столкновений в 2017 году. В течение 2017 года яркость увеличилась вдвое по сравнению с расчетным значением. [40]
10 ноя 2017Конец обычного режима протон-протонных столкновений 2017 года. [40]
17 апреля 2018Начало протон-протонных столкновений 2018 г.
12 ноя 2018Конец 2018 г. протонные операции в ЦЕРНе. [124]
3 декабря 2018 г.Конец 2018 г. [124]
10 декабря 2018Конец работы физики 2018 года и начало длительного отключения 2. [124]

Находки и открытия [ править ]

Первоначально целью исследований было изучение возможного существования бозона Хиггса , ключевой части Стандартной модели физики, которая предсказывается теорией, но еще не наблюдалась из-за его большой массы и неуловимой природы. Ученые ЦЕРН подсчитали, что, если бы Стандартная модель была верной, LHC производил бы несколько бозонов Хиггса каждую минуту, что позволило бы физикам окончательно подтвердить или опровергнуть существование бозона Хиггса. Кроме того, LHC позволил искать суперсимметричные частицы и другие гипотетические частицы как возможные неизвестные области физики. [63] Некоторые расширения Стандартной модели предсказывают дополнительные частицы, такие как тяжелые калибровочные бозоны W 'и Z'., которые, по оценкам, также находятся в пределах досягаемости LHC для обнаружения. [125]

Первый запуск (данные за 2009–2013 гг.) [ Править ]

Первые физические результаты с LHC, включающие 284 столкновения, которые произошли в детекторе ALICE , были опубликованы 15 декабря 2009 года. [111] Были опубликованы результаты первых протон-протонных столкновений при энергиях выше, чем тэватронные протон-антипротонные столкновения Фермилаба. на CMS сотрудничество в начале февраля 2010 года, уступая более чем предсказанный заряженные адронный производство. [126]

После первого года сбора данных экспериментальные коллаборации LHC начали публиковать свои предварительные результаты, касающиеся поисков новой физики за пределами Стандартной модели в протон-протонных столкновениях. [127] [128] [129] [130] В данных за 2010 год не было обнаружено никаких свидетельств появления новых частиц. В результате были установлены границы допустимого пространства параметров различных расширений Стандартной модели, таких как модели с большими дополнительными измерениями , ограниченные версии Минимальной суперсимметричной стандартной модели и другие. [131] [132] [133]

24 мая 2011 года было сообщено, что в LHC была создана кварк-глюонная плазма (самая плотная материя, которая существует помимо черных дыр ). [114]

Диаграмма Фейнмана одного пути бозон Хиггса может быть получен на LHC. Здесь два кварка испускают бозон W или Z , которые вместе образуют нейтральный Хиггс.

В период с июля по август 2011 г. результаты поиска бозона Хиггса и экзотических частиц, основанные на данных, собранных в первой половине 2011 г., были представлены на конференциях в Гренобле [134] и Мумбаи. [135] На последней конференции было сообщено, что, несмотря на намеки на сигнал Хиггса в более ранних данных, ATLAS и CMS исключают с 95% доверительным уровнем (с использованием метода CLs ) существование бозона Хиггса со свойствами, предсказанными Стандартная модель для большей части диапазона масс от 145 до 466 ГэВ. [136] Поиски новых частиц также не дали сигналов, что позволило еще больше ограничить пространство параметров различных расширений Стандартной модели, включая еесуперсимметричные расширения . [137] [138]

13 декабря 2011 года ЦЕРН сообщил, что стандартная модель бозона Хиггса, если он существует, скорее всего, будет иметь массу, ограниченную диапазоном 115–130 ГэВ. Детекторы CMS и ATLAS также показали пики интенсивности в диапазоне 124–125 ГэВ, что согласуется либо с фоновым шумом, либо с наблюдением бозона Хиггса. [139]

22 декабря 2011 г. было сообщено, что наблюдалась новая составная частица - боттомониевое состояние χ b (3P) . [117]

4 июля 2012 года команды CMS и ATLAS объявили об открытии бозона в области масс около 125–126 ГэВ со статистической значимостью на уровне 5 сигма каждый. Это соответствует формальному уровню, необходимому для объявления новой частицы. Наблюдаемые свойства соответствовали бозону Хиггса, но ученые настороженно относились к тому, формально ли он идентифицирован как бозон Хиггса, ожидая дальнейшего анализа. [140] 14 марта 2013 г. ЦЕРН объявил о подтверждении того, что наблюдаемая частица действительно была предсказанным бозоном Хиггса. [141]

8 ноября 2012 года команда LHCb сообщила об эксперименте, который рассматривается как «золотая» проверка теорий суперсимметрии в физике [120], путем измерения очень редкого распада мезона на два мюона ( ). Результаты, которые соответствуют предсказаниям несуперсимметричной Стандартной модели, а не предсказаниям многих ветвей суперсимметрии, показывают, что распады менее распространены, чем предсказывают некоторые формы суперсимметрии, хотя все же могут совпадать с предсказаниями других версий теории суперсимметрии. Утверждается, что результаты в том виде, в каком они были первоначально составлены, не имеют достаточных доказательств, но имеют относительно высокий уровень значимости 3,5 сигма . [142] Результат был позже подтвержден коллаборацией CMS. [143]

В августе 2013 года команда LHCb обнаружила аномалию в угловом распределении продуктов распада B-мезона, которую не могла предсказать Стандартная модель; Статистическая достоверность этой аномалии составляла 4,5 сигма, что немного меньше пяти сигм, необходимых для официального признания открытия. Неизвестно, какова была бы причина этой аномалии, хотя Z '-бозон был предложен в качестве возможного кандидата. [144]

19 ноября 2014 года эксперимент LHCb объявил об открытии двух новых тяжелых субатомных частиц,
Ξ ′-
б и
Ξ∗ -
b. Оба они - барионы, состоящие из одного нижнего, одного нижнего и одного странного кварка. Это возбужденные состояния нижнего бариона Xi . [145] [146]

Сотрудничество LHCb наблюдал несколько экзотических адронов, возможно , пентакварки или Тетракварки , в данных Run 1. 4 апреля 2014 года коллаборация подтвердила существование кандидата в тетракварк Z (4430) со значимостью более 13,9 сигма. [147] [148] 13 июля 2015 г. результаты, согласующиеся с состояниями пентакварков в распаде нижних лямбда-барионов (Λ0
б) сообщалось. [149] [150] [151]

28 июня 2016 года коллаборация объявила о распаде четырех тетракваркоподобных частиц на J / ψ и φ-мезон, только один из которых был хорошо установлен ранее (X (4274), X (4500) и X (4700) и X ( 4140) ). [152] [153]

В декабре 2016 года ATLAS представил измерение массы W-бозона, исследуя точность анализов, выполненных на Теватроне. [154]

Второй запуск (2015-2018) [ править ]

На конференции EPS-HEP 2015 в июле коллаборации представили первые измерения поперечного сечения нескольких частиц при более высокой энергии столкновения.

15 декабря 2015 года эксперименты ATLAS и CMS сообщили о ряде предварительных результатов по физике Хиггса, поиску суперсимметрии (SUSY) и поиску экзотики с использованием данных о столкновениях протонов с энергией 13 ТэВ. Оба эксперимента показали умеренное превышение около 750 ГэВ в двухфотонном инвариантном спектре масс [155] [156] [157], но эксперименты не подтвердили существование гипотетической частицы в отчете за август 2016 года. [158] [159] [160]

В июле 2017 года было показано множество анализов, основанных на большом наборе данных, собранных в 2016 году. Свойства бозона Хиггса были изучены более подробно, и точность многих других результатов была улучшена. [161]

Планируемое обновление "высокой светимости" [ править ]

Основная статья: Большой адронный коллайдер высокой светимости

После нескольких лет работы любой эксперимент по физике элементарных частиц обычно начинает страдать от убывающей отдачи : по мере того, как достигаются ключевые результаты, достигаемые устройством, в последующие годы работы обнаруживается пропорционально меньше, чем в предыдущие годы. Обычным ответом является модернизация задействованных устройств, как правило, для определения энергии столкновения, светимости или улучшенных детекторов. Помимо возможного увеличения энергии столкновения до 14 ТэВ, в июне 2018 года началось обновление светимости LHC, получившее название Большого адронного коллайдера высокой светимости, что увеличит потенциал ускорителя для новых открытий в физике, начиная с 2027 года [162]. Обновление направлено на увеличение яркости машины в 10 раз, до 10 раз.35  см −2 с −1 , что дает больше шансов увидеть редкие процессы и улучшает статистически предельные измерения.

Безопасность столкновений частиц [ править ]

Основная статья: Безопасность экспериментов со столкновением частиц высоких энергий

Эксперименты на Большом адронном коллайдере вызвали опасения, что столкновения частиц могут вызвать явления судного дня, включая образование стабильных микроскопических черных дыр или создание гипотетических частиц, называемых странными . [163] Два обзора безопасности по заказу ЦЕРН рассмотрели эти опасения и пришли к выводу, что эксперименты на LHC не представляют опасности и нет причин для беспокойства, [164] [165] [166] заключение, одобренное Американским физическим обществом . [167]

В отчетах также отмечалось, что физические условия и события столкновения, которые существуют в LHC и подобных экспериментах, происходят естественно и регулярно во Вселенной без опасных последствий [165], включая космические лучи сверхвысоких энергий, которые, как наблюдаются, воздействуют на Землю с энергиями намного выше, чем те в любом искусственном коллайдере.

Популярная культура [ править ]

Большой адронный коллайдер привлек значительное внимание за пределами научного сообщества, и за его успехами следят большинство научно-популярных СМИ. LHC также вдохновил на создание художественной литературы, включая романы, сериалы, видеоигры и фильмы.

"Большой адронный рэп" [168] сотрудницы ЦЕРН Кэтрин Макалпайн превысил 7 миллионов просмотров на YouTube . [169] [170] Группа Les Horribles Cernettes была основана женщинами из ЦЕРНа. Название было выбрано так, чтобы иметь те же инициалы, что и LHC. [171] [172]

National Geographic Channel «s мир Toughest затруднительное , Сезон 2 (2010), эпизод 6„Atom Smasher“Особенность замены сверхпроводящего магнита секции последней в ремонте коллайдера после закалочного инцидента 2008 года. Эпизод включает в себя реальные кадры от ремонтного цеха до внутренней части коллайдера, а также объяснения функций, конструкции и назначения LHC. [173]

Большой адронный коллайдер был в центре внимания студенческого фильма « Распад» 2012 года , который снимался в туннелях технического обслуживания ЦЕРН. [174]

В полнометражном документальном фильме Particle Fever рассказывается о физиках-экспериментаторах из ЦЕРНа, которые проводят эксперименты, а также о физиках-теоретиках, которые пытаются предоставить концептуальную основу для результатов LHC. Он выиграл международный фестиваль документальных фильмов в Шеффилде в 2013 году.

Художественная литература [ править ]

Роман Дэна Брауна « Ангелы и демоны » описывает антивещество, созданное на БАК, которое будет использоваться в качестве оружия против Ватикана. В ответ ЦЕРН опубликовал «Факт или вымысел?» страница, посвященная точности изображения в книге БАК, ЦЕРНа и физики элементарных частиц в целом. [175] киноверсия книги была Заснятый на месте в одном из экспериментов на LHC; Режиссер Рон Ховард встретился с экспертами ЦЕРНа, чтобы сделать научные выводы в этой истории более точными. [176]

В визуальной новелле / манге / аниме-сериале « Штейнс; Врата » SERN (намеренное неправильное написание CERN) - это организация, которая использует миниатюрные черные дыры, созданные в результате экспериментов на LHC, чтобы освоить путешествия во времени и захватить мир. Он также участвует в массовой бдительности в рамках проекта " ECHELON " и имеет связи со многими группами наемников по всему миру, чтобы избежать создания других машин времени.

Роман Вспомни , по Роберт Сойер , предполагает поиски бозона Хиггса на LHC. ЦЕРН опубликовал страницу «Наука и фантастика», в которой Сойер и физики брали интервью о книге и сериале, основанном на ней. [177]

В эпизоде « Американский папа » «200» Роджер случайно попадает в Большой адронный коллайдер, что приводит к огромному взрыву, в результате которого создается двести клонов его многочисленных образов.

«Большое адронное столкновение» - пятнадцатая серия третьего сезона американского ситкома «Теория большого взрыва», в котором Леонарду (персонажу сериала) предлагается возможность посетить Большой адронный коллайдер.

См. Также [ править ]

  • Список ускорителей в физике элементарных частиц
  • Акселераторные проекты
    • Компактный линейный коллайдер
    • Круговой коллайдер будущего
    • Международный линейный коллайдер
    • Очень большой адронный коллайдер

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c "Большой адронный коллайдер" . ЦЕРН.
  2. ^ a b Джоэл Ахенбах (март 2008 г.). «Частица Бога» . Журнал National Geographic . Проверено 25 февраля 2008 года .
  3. ^ Highfield, Роджер (16 сентября 2008). «Большой адронный коллайдер: тринадцать способов изменить мир» . Дейли телеграф . Лондон . Проверено 10 октября 2008 года .
  4. ^ "CERN LHC видит успех высокой энергии" . BBC News . 30 марта 2010 . Проверено 30 марта 2010 года .
  5. ^ a b «LHC будет работать при 4 ТэВ на пучок в 2012 году» . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 13 февраля 2012 г.
  6. ^ a b c Джонатан Уэбб (5 апреля 2015 г.). «Большой адронный коллайдер перезапускается после паузы» . BBC . Проверено 5 апреля 2015 года .
  7. ^ O'Luanaigh, Киан. «Протонные лучи снова в LHC» . ЦЕРН . Проверено 24 апреля 2015 года .
  8. ↑ Ринкон, Пол (3 июня 2015 г.). «Большой адронный коллайдер включает« кран данных » » . Проверено 28 августа 2015 года .
  9. ^ Уэбб, Джонатан (21 мая 2015 г.). «LHC бьет рекорд энергии тестовыми столкновениями» . Проверено 28 августа 2015 года .
  10. ^ "Пропавший без вести Хиггс" . ЦЕРН. 2008 . Проверено 10 октября 2008 года .
  11. ^ "К суперсиле" . ЦЕРН. 2008 . Проверено 10 октября 2008 года .
  12. ^ "LHCb - эксперимент красоты на большом адронном коллайдере" . lhcb-public.web.cern.ch .
  13. ^ Street, J .; Стивенсон, Э. (1937). "Новое свидетельство существования частицы промежуточной массы между протоном и электроном" . Физический обзор . 52 (9): 1003. Полномочный код : 1937PhRv ... 52.1003S . DOI : 10.1103 / PhysRev.52.1003 . S2CID 1378839 . 
  14. ^ «Физика» . Эксперимент ATLAS в ЦЕРНе . 26 марта 2015.
  15. ^ Overbye, Dennis (15 мая 2007). «ЦЕРН - Большой адронный коллайдер - Физика элементарных частиц - гигант берет на себя самые важные вопросы физики» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 23 октября 2019 года . 
  16. ^ Giudice, GF (2010). Zeptospace Odyssey: Путешествие в физику LHC . Издательство Оксфордского университета . ISBN 978-0-19-958191-7. Архивировано из оригинала на 1 ноября 2013 года . Проверено 11 августа 2013 года .
  17. ↑ Брайан Грин (11 сентября 2008 г.). «Истоки Вселенной: ускоренный курс» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 17 апреля 2009 года .
  18. ^ "... в публичных презентациях о стремлении к физике элементарных частиц мы слишком часто слышим, что цель LHC или линейного коллайдера - проверить последнюю недостающую частицу Стандартной модели , Святой Грааль физики элементарных частиц этого года, бозон Хиггса . Правда гораздо менее скучна, чем это! То, что мы пытаемся достичь, гораздо более захватывающе, и спросить, как бы выглядел мир без механизма Хиггса, - это способ получить это волнение ». - Крис Куигг (2005). «Величайшие загадки природы». Econf C . 040802 (1). arXiv : hep-ph / 0502070 .Bibcode : 2005hep.ph .... 2070Q .
  19. ^ "Почему LHC" . ЦЕРН. 2008 . Проверено 28 сентября 2009 года .
  20. ^ «Соответственно, как и многие мои коллеги, я считаю весьма вероятным, что и бозон Хиггса, и другие новые явления будут обнаружены с помощью LHC.» ... «Этот порог массы означает, среди прочего, что что-то новое - либо бозон Хиггса, либо другое новое явление - можно обнаружить, когда LHC превратит мысленный эксперимент в реальный ». Крис Куигг (февраль 2008 г.). «Грядущие революции в физике элементарных частиц» . Scientific American . 298 (2): 38–45. Bibcode : 2008SciAm.298b..46Q . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0208-46 . ОСТИ 987233 . PMID 18376670 .  
  21. ^ Шаабан Халил (2003). «Поиск суперсимметрии на LHC». Современная физика . 44 (3): 193–201. Bibcode : 2003ConPh..44..193K . DOI : 10.1080 / 0010751031000077378 . S2CID 121063627 . 
  22. ^ Александр Беляев (2009). «Состояние суперсимметрии и феноменология на Большом адронном коллайдере». Прамана . 72 (1): 143–160. Bibcode : 2009Prama..72..143B . DOI : 10.1007 / s12043-009-0012-0 . S2CID 122457391 . 
  23. ^ Анил Ananthaswamy (11 ноября 2009). «В SUSY мы верим: то, что действительно ищет LHC» . Новый ученый .
  24. ^ Лиза Рэндалл (2002). «Дополнительные размеры и деформированная геометрия» (PDF) . Наука . 296 (5572): 1422–1427. Bibcode : 2002Sci ... 296.1422R . DOI : 10.1126 / science.1072567 . PMID 12029124 . S2CID 13882282 . Архивировано 7 октября 2018 года из оригинального (PDF) . Проверено 3 сентября 2008 года .   
  25. ^ Panagiota Kanti (2009). «Черные дыры на Большом адронном коллайдере». Физика черных дыр . Конспект лекций по физике . 769 . С. 387–423. arXiv : 0802.2218 . Bibcode : 2009LNP ... 769..387K . DOI : 10.1007 / 978-3-540-88460-6_10 . ISBN 978-3-540-88459-0. S2CID  17651318 .
  26. ^ "Тяжелые ионы и кварк-глюонная плазма" . ЦЕРН. 18 июля 2012 г.
  27. ^ «Эксперименты на LHC открывают новое понимание первозданной вселенной» . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 26 ноября 2010 . Проверено 2 декабря 2010 года .
  28. ^ Aad, G .; и другие. (Сотрудничество ATLAS) (2010). «Наблюдение зависящей от центральности асимметрии Диджета в столкновениях свинец-свинец при √ s NN = 2,76 ТэВ с детектором ATLAS на LHC» . Письма с физическим обзором . 105 (25): 252303. arXiv : 1011.6182 . Bibcode : 2010PhRvL.105y2303A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.105.252303 . PMID 21231581 . 
  29. ^ https://cds.cern.ch/record/2255762/files/CERN-Brochure-2017-002-Eng.pdf
  30. ^ "Завод Z" . ЦЕРН. 2008 . Проверено 17 апреля 2009 года .
  31. ^ Хенли, EM; Эллис, С.Д., ред. (2013). 100 лет субатомной физике . World Scientific. DOI : 10,1142 / 8605 . ISBN 978-981-4425-80-3.
  32. ^ a b Стивен Майерс (4 октября 2013 г.). «Большой адронный коллайдер 2008-2013» . Международный журнал современной физики А . 28 (25): 1330035-1–1330035-65. Bibcode : 2013IJMPA..2830035M . DOI : 10.1142 / S0217751X13300354 .
  33. ^ " Статус массового производства сверхпроводящего кабеля LHC 2002" .
  34. ^ "Питание ЦЕРН" . ЦЕРН. 2018 . Проверено 23 июня 2018 .
  35. ↑ Брэди, Генри Э. (11 мая 2019 г.). «Проблема больших данных и науки о данных» . Ежегодный обзор политологии . 22 (1): 297–323. DOI : 10,1146 / annurev-polisci-090216-023229 . ISSN 1094-2939 . 
  36. ^ «Первый успешный луч при рекордной энергии 6,5 ТэВ» . 10 апреля 2015 . Проверено 10 января +2016 .
  37. ^ Deboy, D .; Ассманн, RW; Burkart, F .; Cauchi, M .; Wollmann, D. (29 августа 2011 г.). «Акустические измерения на коллиматорах LHC» (PDF) . Коллимационный проект LHC . Звонок работает с акустической основной и обертонами 11,245 кГц.
  38. ^ «Опыт эксплуатации триггера высокого уровня ATLAS с однолучевыми и космическими лучами» (PDF) . Проверено 29 октября 2010 года .
  39. ^ a b c «Производительность LHC достигла новых высот» . 13 июля 2016 . Дата обращения 13 мая 2017 .
  40. ^ a b c d "Рекордная яркость: хорошо сделанный LHC" . 15 ноября 2017 . Дата обращения 2 декабря 2017 .
  41. ^ а б Йорг Веннингер (ноябрь 2007 г.). «Операционные задачи LHC» (PowerPoint) . п. 53 . Проверено 17 апреля 2009 года .
  42. ^ "Ионы для проекта LHC (I-LHC)" . ЦЕРН. 1 ноября 2007 . Проверено 17 апреля 2009 года .
  43. ^ «Мнение: новая граница энергии для тяжелых ионов» . 24 ноября 2015 . Проверено 10 января +2016 .
  44. ^ Чарли, Сара. «Обновленный LHC становится хэви-металом» . журнал симметрии . Проверено 23 октября 2019 года .
  45. ^ "Как был найден бозон Хиггса" . Смитсоновский институт . Проверено 23 октября 2019 года .
  46. ^ a b Пол Ринкон (10 сентября 2008 г.). « Эксперимент « Большой взрыв »начинается хорошо» . BBC News . Проверено 17 апреля 2009 года .
  47. ^ "Всемирная вычислительная сеть LHC" . ЦЕРН. 2008 . Проверено 2 октября 2011 года .
  48. ^ "решетка производства: les petits pc du lhc" . Cite-sciences.fr . Проверено 22 мая 2011 года .
  49. ^ «Добро пожаловать во всемирную вычислительную сеть LHC» . WLCG - Всемирная вычислительная сеть LHC . ЦЕРН . Дата обращения 13 мая 2017 .
  50. ^ "О" . WLCG - Всемирная вычислительная сеть LHC . ЦЕРН . Дата обращения 13 мая 2017 .
  51. ^ "Всемирная вычислительная сеть LHC" . Официальный публичный сайт . ЦЕРН. Архивировано из оригинала на 1 октября 2011 года . Проверено 2 октября 2011 года .
  52. ^ "LHC @ home" . berkeley.edu .
  53. ^ Крейг Ллойд (18 декабря 2012 г.). «Первый запуск протонов LHC завершился успехом, новая веха» . Проверено 26 декабря 2014 .
  54. ^ "Охота на бозон Хиггса достигает ключевой точки принятия решения" . NBC News - Наука - Технология и наука .
  55. ^ «Добро пожаловать во всемирную вычислительную сеть LHC» . WLCG - Всемирная вычислительная сеть LHC . ЦЕРН. [A] Глобальное сотрудничество более 170 вычислительных центров в 36 странах ... для хранения, распространения и анализа ~ 25 петабайт (25 миллионов гигабайт) данных, ежегодно генерируемых Большим адронным коллайдером
  56. ^ "Что такое всемирная вычислительная сеть LHC?" . WLCG - Всемирная вычислительная сеть LHC . 14 ноября 2012 года Архивировано из оригинала на 4 июля 2012 года В настоящее время WLCG состоит из более чем 170 вычислительных центров в 36 странах мира ... The WLCG является крупнейшим в мире вычислительной сетки
  57. ^ a b «Первый луч в LHC - ускоряющая наука» . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 10 сентября 2008 . Проверено 9 октября 2008 года .
  58. ^ a b Пол Ринкон (23 сентября 2008 г.). «Коллайдер остановлен до следующего года» . BBC News . Проверено 9 октября 2008 года .
  59. ^ а б "Большой адронный коллайдер - Физика элементарных частиц Пердью" . Physics.purdue.edu. Архивировано из оригинала 17 июля 2012 года . Проверено 5 июля 2012 года .
  60. ^ Адронный коллайдер .
  61. ^ a b «БАК вернулся» . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 20 ноября 2009 . Проверено 13 ноября +2016 .
  62. ^ «Два циркулирующих луча вызывают первые столкновения в LHC» . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 23 ноября 2009 . Проверено 13 ноября +2016 .
  63. ^ a b "Что такое LHCb" (PDF) . ЦЕРН FAQ . Коммуникационная группа ЦЕРН. Январь 2008. с. 44. Архивировано из оригинального (PDF) 26 марта 2009 года . Проверено 2 апреля 2010 года .
  64. ↑ Амина Хан (31 марта 2010 г.). «Большой адронный коллайдер вознаграждает ученых, наблюдающих в Калтехе» . Лос-Анджелес Таймс . Проверено 2 апреля 2010 года .
  65. ^ М. Hogenboom (24 июля 2013). «Ультраредкий распад подтвержден на LHC» . BBC . Проверено 18 августа 2013 года .
  66. ^ «Проблемы физики ускорителей» . ЦЕРН. 14 января 1999 года Архивировано из оригинала 5 октября 2006 года . Проверено 28 сентября 2009 года .
  67. ^ Джон Пул (2004). «Параметры и определения пучка» (PDF) . Отчет о дизайне LHC .
  68. ↑ Agence Science-Presse (7 декабря 2009 г.). «LHC: Un (très) petit Big Bang» (на французском). Lien Multimedia . Проверено 29 октября 2010 года . Гугл-перевод
  69. ^ "Сколько это стоит?" . ЦЕРН. 2007. Архивировано из оригинала 7 августа 2011 года . Проверено 28 сентября 2009 года .
  70. ↑ Лучано Майани (16 октября 2001 г.). «Обзор затрат LHC до завершения» . ЦЕРН. Архивировано из оригинального 27 декабря 2008 года . Проверено 15 января 2001 года .
  71. ^ Тони Федер (2001). "ЦЕРН борется с увеличением стоимости LHC" . Физика сегодня . 54 (12): 21–22. Bibcode : 2001PhT .... 54l..21F . DOI : 10.1063 / 1.1445534 .
  72. ^ "Взрывающиеся магниты могут задержать проект коллайдера ЦЕРН" . Рейтер . 5 апреля 2007 года Архивировано из оригинала 3 мая 2007 года . Проверено 28 сентября 2009 года .
  73. ↑ Пол Ринкон (23 сентября 2008 г.). «Коллайдер остановлен до следующего года» . BBC News . Проверено 28 сентября 2009 года .
  74. ↑ Роберт Эймар (26 октября 2005 г.). «Обращение генерального директора» . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН . Проверено 12 июня 2013 года .
  75. ^ "Фермилаб, ошеломленный фиаско, сломавшим магнит" . Photonics.com. 4 апреля 2007 . Проверено 28 сентября 2009 года .
  76. ^ "Обновленная информация Fermilab о внутренних триплетных магнитах на LHC: Ремонт магнитов в ЦЕРН" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 1 июня 2007 года Архивировано из оригинала 6 января 2009 года . Проверено 28 сентября 2009 года .
  77. ^ "Обновления о сбое внутреннего триплета LHC" . Фермилаб сегодня . Фермилаб . 28 сентября 2007 . Проверено 28 сентября 2009 года .
  78. ↑ Пол Ринкон (23 сентября 2008 г.). «Коллайдер остановлен до следующего года» . BBC News . Проверено 29 сентября 2009 года .
  79. ^ a b «БАК будет перезапущен в 2009 году» . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 5 декабря 2008 . Проверено 13 ноября +2016 .
  80. ^ Деннис Овербай (5 декабря 2008). «После ремонта запланирован летний пуск коллайдера» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 8 декабря 2008 года .
  81. ^ a b "Новости на LHC" . ЦЕРН. 16 июля 2009 . Проверено 28 сентября 2009 года .
  82. ^ a b «Перезапуск LHC: почему 13 Тэв?» . ЦЕРН . Проверено 28 августа 2015 года .
  83. ^ «Первые магниты LHC подготовлены к перезапуску» . Журнал Симметрия . Проверено 28 августа 2015 года .
  84. ↑ Марк Хендерсон (10 сентября 2008 г.). «Ученые радуются, когда протоны замыкают первый контур Большого адронного коллайдера» . Times Online . Лондон . Проверено 6 октября 2008 года .
  85. ^ a b c d "Промежуточный сводный отчет по анализу инцидента 19 сентября 2008 г. на LHC" (PDF) . ЦЕРН. 15 октября 2008 г. СЭД 973073 . Проверено 28 сентября 2009 года .
  86. ^ "Инцидент в секторе 3–4 LHC" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 20 сентября 2008 . Проверено 13 ноября +2016 .
  87. ^ "ЦЕРН выпускает анализ инцидента LHC" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 16 октября 2008 . Проверено 13 ноября +2016 .
  88. ^ "Последний магнит LHC уходит под землю" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 30 апреля 2009 . Проверено 13 ноября +2016 .
  89. ^ Л. Росси (2010). «Сверхпроводимость: ее роль, успехи и неудачи в Большом адронном коллайдере ЦЕРН» (PDF) . Наука и технологии сверхпроводников . 23 (3): 034001. Bibcode : 2010SuScT..23c4001R . DOI : 10.1088 / 0953-2048 / 23/3/034001 .
  90. ^ "ЦЕРН объявляет дату запуска LHC" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 7 августа 2008 . Проверено 13 ноября +2016 .
  91. ^ "Руководство ЦЕРН подтверждает новый график перезапуска LHC" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 9 февраля 2009 . Проверено 13 ноября +2016 .
  92. ^ "ЦЕРН открывает LHC" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 21 октября 2008 . Проверено 21 октября 2008 года .
  93. ^ Семинар по физике LHC Джона Илиопулоса, École Normale Supérieure , Париж, 2009.
  94. ^ "LHC устанавливает новый мировой рекорд" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 30 ноября 2009 . Проверено 13 ноября +2016 .
  95. ^ "Машина Большого Взрыва устанавливает рекорд столкновения" . Индус . Ассошиэйтед Пресс. 30 марта 2010 г.
  96. ^ «ЦЕРН завершает переход к работе с ионами свинца на LHC» . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 8 ноября 2010 . Проверено 28 февраля +2016 .
  97. ^ «Последние данные с LHC: последний период протонной активности в 2010 году. - Бюллетень ЦЕРН» . Cdsweb.cern.ch. 1 ноября 2010 . Проверено 17 августа 2011 года .
  98. ^ "Первый запуск протонов LHC заканчивается новой вехой" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 17 декабря 2012 г.
  99. ^ «Длительное отключение 1: впереди захватывающие времена» . cern.ch . Проверено 28 августа 2015 года .
  100. ^ "ЦЕРН" . cern.ch . Проверено 28 августа 2015 года .
  101. ^ «LHC 2015 - последние новости» . cern.ch . Проверено 19 января +2016 .
  102. ^ «Консолидации LHC: пошаговое руководство» . ЦЕРН.
  103. ^ O'Luanaigh, Киан. «Первый успешный пучок при рекордной энергии 6,5 ТэВ» . ЦЕРН . Проверено 24 апреля 2015 года .
  104. ^ Б O'Luanaigh, Киан (21 мая 2015). «Первые изображения столкновений при 13 ТэВ» . ЦЕРН.
  105. ^ a b "Физики, стремящиеся к запуску нового Большого адронного коллайдера высоких энергий" . Science Daily . 3 июня 2015 . Дата обращения 4 июня 2015 .
  106. ^ a b «Отчет LHC: конец 2016 года протонно-протонной операции» . 31 октября 2016 . Проверено 27 января 2017 года .
  107. ^ «Отчет LHC: далеко за пределами ожиданий» . 13 декабря 2016 . Проверено 27 января 2017 года .
  108. ^ «Расписание LHC 2018» (PDF) .
  109. ^ "Долгосрочный график LHC" . lhc-commissioning.web.cern.ch .
  110. ^ "LHC устанавливает новый мировой рекорд" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 30 ноября 2009 . Проверено 13 ноября +2016 .
  111. ^ a b Первые результаты научных исследований, полученные на LHC 15 декабря 2009 г.
  112. ^ "LHC видит первые столкновения стабильного пучка 3,5 ТэВ в 2011 году" . нарушение симметрии. 13 марта 2011 . Проверено 15 марта 2011 года .
  113. ^ "LHC устанавливает мировой рекорд интенсивности луча" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 22 апреля 2011 . Проверено 13 ноября +2016 .
  114. ^ a b «Самая плотная материя, созданная в машине большого взрыва» . nationalgeographic.com . 26 мая 2011 г.
  115. ^ «LHC достигает рубежа данных 2011 года» . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 17 июня 2011 . Проверено 20 июня 2011 года .
  116. ^ Анна Фан. "Один записанный инверсный фемтобарн !!!" . Квантовые дневники .
  117. ^ a b Джонатан Амос (22 декабря 2011 г.). «LHC сообщает об открытии своей первой новой частицы» . BBC News .
  118. ^ "Сбор данных по физике LHC начался при новой рекордной энергии столкновения 8 ТэВ" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 5 апреля 2012 . Проверено 13 ноября +2016 .
  119. ^ «Новые результаты показывают, что новая частица - бозон Хиггса» . ЦЕРН. 14 марта 2013 . Проверено 14 марта 2013 года .
  120. ^ a b Гош, Паллаб (12 ноября 2012 г.). «Популярная теория физики выходит из тайников» . BBC News . Проверено 14 ноября 2012 года .
  121. ^ "Первый запуск протонов LHC заканчивается новой вехой" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 17 декабря 2012 . Проверено 10 марта 2014 .
  122. ^ «Первый успешный луч при рекордной энергии 6,5 ТэВ» . ЦЕРН. 10 апреля 2015 . Дата обращения 5 мая 2015 .
  123. ^ cds.cern.ch https://cds.cern.ch/journal/CERNBulletin/2015/49/News+Articles/2105084?ln=en . Отсутствует или пусто |title=( справка )
  124. ^ a b c «Отчет LHC: еще один прогон окончен, LS2 только начался…» . ЦЕРН .
  125. ↑ П. Ринкон (17 мая 2010 г.). «Приближается поиск частиц на LHC, - говорит физик» . Новости BBC.
  126. ^ В. Хачатрян и др. (Сотрудничество с CMS) (2010). «Распределение поперечного импульса и псевдобыстрот заряженных адронов в pp-столкновениях при √ s  = 0,9 и 2,36 ТэВ» . Журнал физики высоких энергий . 2010 (2): 1–35. arXiv : 1002.0621 . Bibcode : 2010JHEP ... 02..041K . DOI : 10.1007 / JHEP02 (2010) 041 .
  127. ^ В. Хачатрян и др. (Сотрудничество с CMS) (2011). «Поиск микроскопических сигнатур черных дыр на Большом адронном коллайдере» . Физика Письма Б . 697 (5): 434–453. arXiv : 1012,3375 . Bibcode : 2011PhLB..697..434C . DOI : 10.1016 / j.physletb.2011.02.032 .
  128. ^ В. Хачатрян и др. (Сотрудничество с CMS) (2011). «Поиск суперсимметрии в pp-столкновениях при энергии 7 ТэВ в событиях со струями и отсутствующей поперечной энергией» . Физика Письма Б . 698 (3): 196–218. arXiv : 1101,1628 . Bibcode : 2011PhLB..698..196C . DOI : 10.1016 / j.physletb.2011.03.021 .
  129. ^ G. Aad et al. ( Коллаборация ATLAS ) (2011). «Поиск суперсимметрии с использованием конечных состояний с одним лептоном, струями и отсутствующим поперечным импульсом с детектором ATLAS в √ s  = 7 ТэВ pp» . Письма с физическим обзором . 106 (13): 131802. arXiv : 1102.2357 . Bibcode : 2011PhRvL.106m1802A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.106.131802 . PMID 21517374 . 
  130. ^ G. Aad et al. ( Коллаборация ATLAS ) (2011). «Поиск скварков и глюино с использованием конечных состояний со струями и отсутствующим поперечным импульсом с детектором ATLAS в  протон-протонных столкновениях с √ s = 7 ТэВ» . Физика Письма Б . 701 (2): 186–203. arXiv : 1102.5290 . Bibcode : 2011PhLB..701..186A . DOI : 10.1016 / j.physletb.2011.05.061 .
  131. ↑ Чалмерс, М. Проверка реальности на LHC , Physicsworld.com , 18 января 2011 г.
  132. ^ McAlpine, K. Будет ли LHC обнаруживать суперсимметрию? Архивировано 25 февраля 2011 г. на Wayback Machine , Physicsworld.com , 22 февраля 2011 г.
  133. ^ Джефф Брамфил (2011). «Прекрасная теория сталкивается с потрясающими данными о частицах» . Природа . 471 (7336): 13–14. Bibcode : 2011Natur.471 ... 13В . DOI : 10.1038 / 471013a . PMID 21368793 . 
  134. ^ «Эксперименты LHC представляют свои последние результаты на Еврофизической конференции по физике высоких энергий» . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 21 июля 2011 . Проверено 13 ноября +2016 .
  135. ^ "Эксперименты LHC представляют последние результаты на конференции в Мумбаи" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 22 августа 2011 . Проверено 13 ноября +2016 .
  136. ^ Pallab Гош (22 августа 2011). «Диапазон бозона Хиггса сужается на европейском коллайдере» . Новости BBC.
  137. ^ Pallab Гош (27 августа 2011). «Результаты LHC ставят теорию суперсимметрии« на место » » . Новости BBC.
  138. ^ "Эксперимент LHCb видит физику Стандартной модели" . Журнал Симметрия . SLAC / Fermilab. 29 августа 2011г . Проверено 1 сентября 2011 года .
  139. ^ "Эксперименты ATLAS и CMS показывают статус поиска Хиггса" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 13 декабря 2011 . Проверено 13 ноября +2016 .
  140. ^ "Эксперименты в ЦЕРНе наблюдают частицу, соответствующую долгожданному бозону Хиггса" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 4 июля 2012 . Проверено 9 ноября +2016 .
  141. ^ «Теперь уверены: физики ЦЕРНа говорят, что новая частица - это бозон Хиггса (Обновление 3)» . Phys Org. 14 марта 2013 . Дата обращения 4 декабря 2019 .
  142. ^ LHCb Collaboration (7 января 2013). «Первое свидетельство разложения ». Письма с физическим обзором . 110 (2): 021801. arXiv : 1211.2674 . Bibcode : 2013PhRvL.110b1801A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.110.021801 . PMID 23383888 . S2CID 13103388 .  
  143. ^ Сотрудничество с CMS (5 сентября 2013 г.). «Измерение доли ветвления и поиск с помощью эксперимента CMS» . Письма с физическим обзором . 111 (10): 101804. arXiv : 1307.5025 . Bibcode : 2013PhRvL.111j1804C . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.111.101804 . PMID 25166654 . B s 0 → μ + μ - {\ Displaystyle B_ {s} ^ {0} \ rightarrow \ mu ^ {+} \ mu ^ {-}} B 0 → μ + μ - {\ displaystyle B ^ {0} \ rightarrow \ mu ^ {+} \ mu ^ {-}}  
  144. ^ "Намеки на новую физику, обнаруженные в LHC?" . 10 мая 2017.
  145. ↑ Новые субатомные частицы, предсказанные канадцами, найдены в ЦЕРНе , 19 ноября 2014 г.
  146. ^ «Эксперимент LHCb наблюдает две новые барионные частицы, которых никогда раньше не было» . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 19 ноября 2014 . Проверено 19 ноября 2014 года .
  147. ^ O'Luanaigh, Киан (9 апреля 2014). «LHCb подтверждает существование экзотических адронов» . ЦЕРН . Проверено 4 апреля 2016 года .
  148. ^ Aaij, R .; и другие. ( Коллаборация LHCb ) (4 июня 2014 г.). «Наблюдение резонансного характера состояния Z (4430)» . Письма с физическим обзором . 112 (21): 222002. arXiv : 1404.1903 . Bibcode : 2014PhRvL.112v2002A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.112.222002 . PMID 24949760 . 
  149. ^ Aaij, R .; и другие. ( Коллаборация LHCb ) (12 августа 2015 г.). "Наблюдение резонансов J / ψp, согласующихся с состояниями пентакварков в Λ0 б→ J / ψK - p распадается » . Physical Review Letters . 115 (7): 072001. arXiv : 1507.03414 . Bibcode : 2015PhRvL.115g2001A . Doi : 10.1103 / PhysRevLett.115.072001 . PMID  26317714 .
  150. ^ "Эксперимент LHCb ЦЕРН сообщает о наблюдении экзотических частиц пентакварка" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН . Проверено 28 августа 2015 года .
  151. ↑ Ринкон, Пол (1 июля 2015 г.). «Большой адронный коллайдер обнаружил новую частицу пентакварка» . BBC News . Проверено 14 июля 2015 года .
  152. ^ Aaij, R .; и другие. (Коллаборация LHCb) (2017). «Наблюдение структур J / ψφ в соответствии с экзотическими состояниями из анализа амплитуды распадов B + → J / ψφK + ». Письма с физическим обзором . 118 (2): 022003. arXiv : 1606.07895 . Bibcode : 2017PhRvL.118b2003A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.118.022003 . PMID 28128595 . S2CID 206284149 .  
  153. ^ Aaij, R .; и другие. (Коллаборация LHCb) (2017). «Амплитудный анализ распадов B + → J / ψφK + ». Physical Review D . 95 (1): 012002. arXiv : 1606.07898 . Bibcode : 2017PhRvD..95a2002A . DOI : 10.1103 / PhysRevD.95.012002 . S2CID 73689011 . 
  154. ^ "ATLAS выпускает первое измерение массы W с использованием данных LHC" . 13 декабря 2016 . Проверено 27 января 2017 года .
  155. ^ Overbye, Dennis (15 декабря 2015). «Европейские физики находят дразнящие намеки на загадочную новую частицу» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 15 декабря 2015 .
  156. ^ CMS Collaboration (15 декабря 2015 г.). «Поиск новой физики в явлениях дифотонов большой массы в протон-протонных столкновениях при 13 ТэВ» . Компактный мюонный соленоид . Проверено 2 января +2016 .
  157. ↑ ATLAS Collaboration (15 декабря 2015 г.). «Поиск резонансов, распадающихся на пары фотонов в 3,2 фб-1 pp-столкновениях при √s = 13 ТэВ с детектором ATLAS» (PDF) . Проверено 2 января +2016 .
  158. ^ CMS Сотрудничество. "Резюме анализа физики CMS" (PDF) . ЦЕРН . Дата обращения 4 августа 2016 .
  159. ^ Overbye, Деннис (5 августа 2016). «Частица, которой не было» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 5 августа +2016 .
  160. ^ «Чикаго видит поток данных LHC и новые результаты на конференции ICHEP 2016» . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 5 августа 2015 . Дата обращения 5 августа 2015 .
  161. ^ "Эксперименты на LHC углубляются в точность" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 11 июля 2017 . Проверено 23 июля 2017 года .
  162. ^ "Новое расписание для LHC и его преемника" . 13 декабря 2019.
  163. ↑ Алан Бойл (2 сентября 2008 г.). «Суды взвешивают претензии судного дня» . Космический журнал . MSNBC . Проверено 28 сентября 2009 года .
  164. ^ Ж.-П. Блайзот; Х. Илиопулос; Дж. Мэдсен; Г.Г. Росс; П. Сондереггер; Х.-Ж. Шпехт (2003). "Исследование потенциально опасных событий во время столкновений тяжелых ионов на LHC" (PDF) . ЦЕРН . Проверено 28 сентября 2009 года .
  165. ^ а б Эллис, Дж .; Giudice, G .; Mangano, ML; Ткачев, Т .; Видеманн, У. (2008). «Обзор безопасности столкновений LHC». Журнал Physics G . 35 (11): 115004. arXiv : 0806.3414 . Bibcode : 2008JPhG ... 35k5004E . DOI : 10.1088 / 0954-3899 / 35/11/115004 . S2CID 53370175 . 
  166. ^ "Безопасность LHC" . СМИ и связи с прессой (пресс-релиз). ЦЕРН. 2008 . Проверено 28 сентября 2009 года .
  167. ^ Разделение частиц и полей . «Заявление Исполнительного комитета DPF о безопасности столкновений на Большом адронном коллайдере» (PDF) . Американское физическое общество . Архивировано из оригинального (PDF) 24 октября 2009 года . Проверено 28 сентября 2009 года .
  168. ↑ Кэтрин Макальпайн (28 июля 2008 г.). «Большой адронный рэп» . YouTube . Проверено 8 мая 2011 года .
  169. ↑ Роджер Хайфилд (6 сентября 2008 г.). «Рэп о крупнейшем в мире научном эксперименте становится хитом YouTube» . Daily Telegraph . Лондон . Проверено 28 сентября 2009 года .
  170. ↑ Дженнифер Бого (1 августа 2008 г.). «Рэп на большом адронном коллайдере учит физике элементарных частиц за 4 минуты» . Популярная механика . Проверено 28 сентября 2009 года .
  171. ↑ Малкольм Браун (29 декабря 1998 г.). «Физики открывают еще одну объединяющую силу: ду-воп» (PDF) . Нью-Йорк Таймс . Проверено 21 сентября 2010 года .
  172. ↑ Хизер МакКейб (10 февраля 1999 г.). "Grrl Geeks Rock Out" (PDF) . Проводные новости . Проверено 21 сентября 2010 года .
  173. ^ "Атомные сокрушители" . Самые сложные исправления в мире . Сезон 2. Эпизод 6. Канал National Geographic . Архивировано из оригинального 2 -го мая 2014 года . Проверено 15 июня 2014 года .
  174. ↑ Бойл, Ребекка (31 октября 2012 г.). «Большой адронный коллайдер высвобождает буйных зомби» . Проверено 22 ноября 2012 года .
  175. ^ Тейлор, Аллен (2011). «Ангелы и демоны» . Новый ученый . ЦЕРН. 214 (2871): 31. Bibcode : 2012NewSc.214R..31T . DOI : 10.1016 / S0262-4079 (12) 61690-X . Дата обращения 2 августа 2015 .
  176. ^ Кери Perkins (2 июня 2008). «ATLAS получает голливудское лечение» . Электронные новости ATLAS . Дата обращения 2 августа 2015 .
  177. ^ "FlashForward" . ЦЕРН. Сентябрь 2009 . Проверено 3 октября 2009 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальный веб-сайт
  • Обзор LHC на общедоступной веб-странице CERN
  • Журнал CERN Courier
  • 10 удивительных фактов о LHC
  • Портал LHC Portal Веб-портал
  • Линдон Эванс и Филип Брайант (редакторы) (2008). «Машина LHC» . Журнал приборостроения . 3 (8): S08001. Bibcode : 2008JInst ... 3S8001E . DOI : 10.1088 / 1748-0221 / 3/08 / S08001 .CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка ) Полная документация на проектирование и строительство LHC и его шести детекторов (2008 г.).
видео
  • ЦЕРН, как работает LHC на YouTube
  • «Петабайты на LHC» . Шестьдесят символов . Brady Харан для Ноттингемского университета .
  • Анимация LHC в режиме создания столкновений (июнь 2015 г.)
Новости
  • Восемь вещей, которые нужно знать, поскольку большой адронный коллайдер бьет рекорды энергии

Координаты : 46 ° 14′N 06 ° 03′E. / 46,233 ° с. Ш. 6,050 ° в. / 46,233; 6.050