Большой адронный коллайдер: что он открыл и к чему готовится

Большой адронный коллайдер (БАК) — крупнейший ускоритель элементарных частиц в мире, представляющий собой прорыв в физике. С момента запуска в 2008 году он предоставил учёным уникальные возможности для изучения фундаментальных аспектов устройства Вселенной.

Фото: commons.wikimedia.org by CERN, CC BY-SA 4.0

Одним из его самых значительных достижений стало открытие бозона Хиггса в 2012 году — ключевой частицы, которую долгое время пытались обнаружить, чтобы подтвердить Стандартную модель физики. Эта модель объясняет множество известных частиц и взаимодействий, хотя всё ещё оставляет неразгаданными вопросы о гравитации, антиматерии и тёмной материи.

Проектирование БАК началось в 1977 году, и уже в 1997 году был одобрен план строительства подземного кольца длиной 27 километров. Коллайдер создан, чтобы разгонять частицы до 99,99% скорости света и сталкивать их, создавая до 600 миллионов столкновений в секунду. Каждый эксперимент даёт ценные данные для понимания природы материи и энергии, а также позволяет тестировать новые гипотезы.

В проекте участвуют более 8000 учёных из 60 стран, а общее финансирование составило 8 миллиардов долларов. За время своей работы БАК периодически отключался для модернизации, и последний запуск в апреле 2022 года удвоил частоту столкновений, установив новый энергетический рекорд в 13,6 ТэВ.

Ожидается, что в рамках новой фазы экспериментов ("Цикл 3") ускоритель позволит провести дополнительные исследования, выходящие за пределы Стандартной модели. Например, будут предприняты попытки выяснить, как и почему во Вселенной доминирует материя над антиматерией.

Также новый цикл даст возможность исследовать поведение тёмной материи, а в ходе протон-гелиевых столкновений будет получена информация о формировании антипротонов.

Существует также проект строительства более крупного коллайдера, который в будущем сможет заменить БАК, отличаясь большими размерами и возможностями. Планируется, что его создание займёт около 20 лет и потребует инвестиций в размере 27 миллиардов долларов.

Уточнения

Большо́й адро́нный колла́йдер сокращённо БАК (англ. Large Hadron Collider, сокращённо LHC) — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений.