Крупнейший в мире ускоритель частиц БАК получит важное обновление — но не то, что связано со святой водой или божественным вмешательством.
Большой адронный коллайдер (БАК)— будет оснащён совершенно новым детектором под названием MATHUSLA, акроним от MAssive Timing Hodoscope for Ultra-Stable neutraL pArticles (Массивный синхронизирующий годоскоп для ультрастабильных нейтральных частиц).
Названный в честь Мафусаила, библейского персонажа, прожившего почти тысячу лет, MATHUSLA представляет собой гигантский детектор, предназначенный для обнаружения долгоживущих частиц (гипотетические частицы, предсказываемые некоторыми теориями за рамками Стандартной модели), которые проскальзывают мимо существующих детекторов, потенциально открывая путь к физике за пределами известной Вселенной.
Читайте: Втрое больше БАК – В CERN построят 91-км коллайдер будущего (FCC)
Обновление БАК нацелено на неуловимые частицы
БАК был построен в первую очередь для подтверждения существования бозона Хиггса (элементарная частица, открытая в 2012 году на БАК; её поле придаёт массу другим фундаментальным частицам) — и открытия новых частиц за рамками Стандартной модели (текущая теория физики элементарных частиц, описывающая известные частицы и их взаимодействия, считается неполной), знаменуя новые открытия в области физики.
В 2012 году крупнейший в мире ускоритель частиц вошёл в историю, обнаружив неуловимую частицу, которая придаёт массу почти всем остальным частицам.
Однако, несмотря на более чем десятилетние столкновения частиц, он так и не обнаружил признаков «новой физики», и учёные с нетерпением ожидают появления таких инструментов, как MATHUSLA, чтобы обнаружить эти ультрастабильные субатомные частицы среди продуктов столкновений.
MATHUSLA поможет увидеть невидимое
Детектор будет работать совместно с модернизированным Коллайдером Высокой Светимости (High-Luminosity LHC, HL-LHC – проект модернизации БАК для увеличения светимости, то есть интенсивности столкновений частиц, примерно в 10 раз, что позволит собрать больше данных и точнее изучать редкие процессы).
Модернизация БАК должна завершиться к 2029 году. Планируется, что MATHUSLA начнёт работу на коллайдере после завершения этой модернизации. Исследователи ЦЕРН (CERN — Европейская организация ядерных исследований) уже представили отчёт с концептуальным проектом детектора на сервер препринтов arXiv — 26 марта, где теперь общедоступен.
MATHUSLA будет представлять собой огромный короб размером 40 на 40 метров и высотой 11 метров.
Внутри этого короба не будет ничего, кроме воздуха и нескольких рядов детекторов, предназначенных для регистрации долгоживущих частиц, которые до сих пор ускользали от основных детекторов Большого адронного коллайдера. По внутреннему периметру будут расположены ряды датчиков для улавливания сигналов от распада частиц.
Он будет находиться примерно в 100 метрах от основного пучка коллайдера. Между ними будет располагаться толща земли и скальных пород, которая поможет блокировать нежелательный фоновый шум от других частиц.
Стоимость нового детектора составит внушительные 44,5 млн долларов (40 млн евро). Аппарат спроектирован как экономически эффективное решение — меньше, чем предлагалось в ранних концепциях, но достаточно большой, чтобы внести значительный вклад.
На прошлой неделе исследователи ЦЕРН завершили комплексное технико-экономическое обоснование для планируемого Будущего кольцевого коллайдера (Future Circular Collider, FCC) — (FCC – проектируемый коллайдер следующего поколения, который должен прийти на смену БАК), окружность составит около 91 км.
FCC стоимостью 17 млрд долларов станет преемником БАК и, как ожидается, расширит исследования в области фундаментальной физики за пределы возможностей текущего флагманского инструмента ЦЕРН.
Он будет в три раза больше БАК и залегать вдвое глубже под землёй. Ожидается, что строительство FCC начнётся в 2030-х годах, а ввод в эксплуатацию, вероятно, состоится до 2050 года.
Физики надеются, что MATHUSLA будет готов к работе одновременно с модернизированным HL-LHC, полномасштабная эксплуатация которого ожидается в 2030-х годах.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU