На Большом адронном коллайдере достигнута рекордная энергия столкновений

Вместе с учёными Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) свидетелями событий стали участники объединённого семинара в Международном научном центре ОИЯИ в подмосковной Дубне.

30 марта на Большом адронном коллайдере (LHC в английской аббревиатуре, принятой среди учёных) в ЦЕРН произошло столкновение пучков протонов на энергии 3,5 ТэВ и достигнута небывалая до этого времени суммарная энергия 7 ТэВ.

На коллайдере LHC в дальнейшем предполагается сталкивать протоны с суммарной энергией 14ТэВ в системе центра масс пролетающих частиц, что почти на порядок больше энергии, достигнутой на американском коллайдере Тэватрон. Планируется, что на LHC будут работать шесть детекторов: ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb (The Large Hadron Collider beauty experiment), ALICE (A Large Ion Collider Experiment), TOTEM и LHCf. Пока в экспериментах задействованы первые четыре детектора.

В этот день в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне, который участвует в работах 15 проектов ЦЕРН, состоялось первое заседание объединённого семинара RDMS CMS (сотрудничество институтов России и стран-участниц ОИЯИ) по теме «Физика на Большом адроном коллайдере», посвящённое медиа-презентации первых столкновений пучков протонов при суммарной энергии 7ТэВ. Семинар организован в эксперименте «Компактный мюонный соленоид» (CMS) на LHC в ЦЕРН.

Академик РАН Виктор Анатольевич Матвеев, член Президиума РАН, Председатель Совета коллаборации RDMS, рассказал об участии России в проекте и создании детекторов, самой машины LHC и проводимых экспериментах. Постоянно на экранах конференц-зала ОИЯИ и центра удалённой связи с экспериментом CMS велись медиа-трансляции происходящего в ЦЕРН, интервью с руководителями CMS (прямые включения) и on-line наблюдение экспериментальных данных. Часто взоры следящих за ходом эксперимента обращались к диаграммам, показывающим согласование встречного движения двух пучков по коллайдеру (синяя и красная линии) и состояние энергии в данный момент времени (чёрная линия).

В 1990 г. французский физик Мишель Делла Негра вместе со своими коллегами предложил схему экспериментальной установки для LHC детектора частиц на основе соленоида с очень сильным магнитным полем. Эксперимент CMS – универсальный многоцелевой экспериментальный комплекс для изучения фундаментальных свойств материи в протон-протонных и ядро-ядерных взаимодействиях при высоких энергиях. Эксперимент построен на основе мощного сверхпроводящего цилиндрического соленоида, дающего магнитное поле напряжённостью 4 Тесла.

Первые столкновения пучков при суммарной энергии 7 ТэВ произошли около 15 часов по московскому времени. Детектор CMS успешно зарегистрировал эти столкновения, затем событие подтвердилось на других детекторах LHC. Так было положено начало, как говорят участники экспериментов, «первой физики» на Большом адронном коллайдере.

Спустя мгновения, вся процессорная мощь детектора была использована для анализа экспериментальных данных и получения первых изображений треков рождённых частиц. Данные быстро записывались и обрабатывались мощной системой компьютеров в ЦЕРН, а затем передавались физикам по всему миру для дальнейшего подробного анализа, в том числе и в центр мониторинга детекторных систем ОИЯИ в Дубне.

«Произошло знаковое событие. Этого момента мы ждали и готовились к нему много лет. И даже пальцы не скрещивали и не стучали по дереву! Часом раньше или часом позже, годом раньше или годом позже – оно должно было произойти. Сейчас мы действительно стоим на пороге новых открытий, которые могут содержать ответы на фундаментальные вопросы современной физики. И это наше общее дело», – прокомментировал происходящее руководитель проекта RDMS CMS, член управляющего совета эксперимента CMS и руководитель системы торцевого адронного калориметра CMS Игорь Анатольевич Голутвин, принимая первые поздравления от коллег из ЦЕРН.

Подводя итоги, представитель коллаборации CMS Гуидо Тонелли заявил: «Скоро мы начнём систематический поиск бозона Хиггса и других частиц, предсказанных, например, новой теорией суперсимметрии, которая может объяснить наличие тёмной материи в нашей Вселенной. Если они существуют и могут быть рождены на LHC, мы уверены, что наш «Компактный мюонный соленоид» способен их зарегистрировать. До этого момента нам ещё предстоит полностью понять этот сложный детектор, научиться измерять все возможные фоны и выполнять точный анализ данных».