Крупнейший в мире ускоритель частиц, Большой адронный коллайдер, возобновил работу на новых уровнях мощности.
Установка, запущенная в 2008 году под Женевой, сейчас работает в своем третьем научном цикле. В кольце длиной 27 километров, проложенном в тоннеле на глубине 175 метров, протоны сталкиваются с рекордной энергией в 14 тераэлектронвольт. Это позволяет физикам фиксировать крайне редкие явления и проводить ранее невозможные эксперименты.
Цель коллайдера — воссоздать условия, которые существовали во Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва. Столкновения частиц на огромных скоростях рождают новые, ранее неизвестные науке частицы. Этот метод помогает изучать фундаментальные законы природы и понимать, из чего состоит материя и какие силы управляют миром. Именно здесь в 2012 году был подтвержден бозон Хиггса — элементарная частица, которая объясняет наличие массы у других частиц.
После успешного запуска в сентябре 2008 года проект столкнулся с трудностями. Через девять дней работы авария вывела коллайдер из строя — перегрев одного из магнитов потребовал срочного ремонта. Установку временно остановили, а полноценные эксперименты возобновились только в 2010 году. С тех пор мощность установки постоянно растет, а вместе с ней и объем получаемых данных.
Сегодня коллайдер — это не только ускорительное кольцо, но и масштабная исследовательская инфраструктура. Тысячи датчиков, сложные вычислительные системы и международные команды ученых ежедневно анализируют результаты столкновений. В новых сериях опытов протоны сталкиваются не только друг с другом, но и с ионами кислорода и свинца.
Создание коллайдера обошлось почти в 5 миллиардов евро, а его ежегодное обслуживание требует еще 1,7 миллиардов. Значительную часть средств поглощает энергопотребление установки, которое сравнимо с запросами небольшого города. Несмотря на высокие затраты, ученые называют их оправданными. Результаты экспериментов находят применение за пределами фундаментальной науки — в медицине, компьютерных технологиях и инженерии.
У проекта большие планы. В 2029 году планируется запуск модернизированной версии коллайдера, которая будет собирать в десять раз больше данных. В перспективе ученые рассматривают возможность постройки нового ускорительного кольца длиной 91 километр. Он сможет разгонять частицы до энергий в 100 тераэлектронвольт. Эти шаги приближают человечество к ответам на главные вопросы о происхождении Вселенной и фундаментальных основах мироздания.