Содержание:
Старая страничка с расписанием работы LHC
Этапы работы
2008–2011: запуск и отладка LHC
Большой адронный коллайдер заработал в сентябре 2008 года. Исходно предполагалось, что процесс запуска и отладки займет несколько месяцев, и уже в 2009 году коллайдер выйдет на интенсивность, достаточную для совершения новых открытий. Однако авария 19 сентября 2008 года не только на год задержала ввод коллайдера в строй, но и заставила физиков повышать энергию и светимость ускорителя намного медленнее, чем им хотелось бы. В итоге из соображений безопасности было решено в течение 2010-го и 2011 годов ограничиться энергией протонов 3,5 ТэВ вместо проектных 7 ТэВ.
Работу детекторов в 2009–2010 годах можно охарактеризовать как «переоткрытие Стандартной модели», то есть поиск и изучение уже известных частиц Стандартной модели: W- и Z-бозонов, t-кварков, разнообразных мезонов и т. д. Все эти процессы уже исследовались ранее, в частности на коллайдере Тэватрон. Наблюдение всех нужных частиц с измеренными ранее значениями масс и ширин распада — важный шаг в проверке того, что детекторы работают правильно, что всё собрано и откалибровано должным образом. Лишь ближе к концу 2010 года ожидаются первые результаты, превышающие возможности Тэватрона. Шанс увидеть хиггсовский бозон появится только к концу 2011 года, после того как будет набрана интегральная светимость около 1 fb–1.
В конце 2010-го и 2011 годов предусмотрены также месячные сеансы ядерных столкновений.
2012: вывод на расчетные параметры
В течение всего 2012 года коллайдер будет дорабатываться с целью достижения номинальных значений энергии и светимости. Для этого во всех секторах ускорителя будут доустановлены новые элементы системы безопасности, а магниты будут заново «натренированы» для того, чтобы держать на орбите протоны с максимальной энергией 7 ТэВ.
2013–2015: работа в полную силу
Предполагается, что в течение 2013–2015 годов коллайдер выйдет на интенсивность, близкую к расчетной. В течение этого времени планируется набирать сначала по нескольку, а затем — по несколько десятков обратных фемтобарнов в год. Набранная статистика уже будет достаточна для того, чтобы прояснить «судьбу» хиггсовского бозона. Если он существует и его свойства не слишком экзотические, он проявится в данных LHC, а если же он не обнаружится, то внимательное изучение рассеяния W- и Z-бозонов должно подсказать, как же тогда происходит нарушение электрослабой симметрии. В это же время будут проведены серьезные проверки различных теорий вне Стандартной модели, в частности суперсимметрии.
2016–2030: модернизация и режим высокой светимости
К 2016 году должна завершиться первая стадия работы LHC. После этого предполагается провести в два этапа (в 2016-м и в 2020 году) масштабную модернизацию всей цепочки предварительных ускорителей, коллиматоров, магнитной системы, а также детекторов и электроники. Модернизация позволит увеличить светимость коллайдера в несколько раз и набирать порядка 500 fb–1 в год. Конкретные планы по масштабу и срокам модернизации будут сильно зависеть от результатов, достигнутых LHC к этому моменту. Чем более необычные явления будут обнаружены, тем больше ожидается вложений в LHC.
После 2030
Планы на отдаленное будущее коллайдера (после 2020-х годов) находятся в стадии обсуждения. Среди вариантов, которые сейчас рассматриваются, есть более чем двукратное повышение энергии протонов за счет новых технологий создания магнитов и проект электрон-протонного коллайдера, в котором протоны из LHC будут сталкиваться с электронами из нового ускорителя.
Варианты развития событий
Существует несколько вариантов того, какие результаты будут получены на LHC:
- Будет обнаружен лишь один хиггсовский бозон со свойствами, близкими к Стандартной модели, и больше ничего.
- Будет обнаружен лишь один хиггсовский бозон, но со свойствами, заметно отличающимися от Стандартной модели, либо не будет найдено ни бозона Хиггса, ни других новых частиц.
- Будут обнаружены новые частицы, которых нет в Стандартной модели.
Вариант 1, самый «пессимистический». При нём Стандартная модель (СМ) окончательно достраивается, но накопившиеся вопросы относительно происхождения Стандартной модели ответа не получают. Широко распространено мнение, что при таком развитии событий не будет выделено финансирование на международный линейный электрон-позитронный коллайдер ILC, и развитие физики элементарных частиц на время застопорится.
Вариант 2, достаточно интересный. Во многих теориях при подходящем наборе параметров возникает картина, подобная СМ, но со слегка отличным от СМ бозоном Хиггса. Измеренные на LHC свойства бозона укажут теоретикам направления дальнейшего развития теории. Если бозон Хиггса не будет обнаружен, то это значит, что нарушение электрослабой симметрии происходит за счет какого-то необычного механизма, и развитие получат бесхиггсовские теории. С точки зрения эксперимента это будет не самый лучший вариант, так как все эти теории будут опять плохо проверяемы.
Вариант 3, самый интересный. При таком развитии событий будет открыт новый глубинный «пласт» устройства нашего мира, и уже теоретикам придется напрячься, чтобы понять его. В этом случае есть все шансы на бурное развитие как экспериментальной, так и теоретической ФЭЧ.
