Сьогодні ввечері Теватрон йде на пенсію

Американські фізики, що працюють у лабораторії імені Фермі, і їх колеги з багатьох країн світу у п’ятницю ввечері проводять на пенсію один з найпотужніших прискорювачів елементарних частинок – адронний коллайдер Теватрон, який за 28 років роботи допоміг вченим зробити безліч відкриттів.

«Цей американський прискорювач буде закритий, зупинений у зв’язку з тим, що Великий адронний колайдер в Церні набагато краще за своїми показниками, дає набагато більше інформації, і потреби в Теватроні більше немає. Це цілком природний еволюційний процес, коли старий прискорювач не застосуються і доводиться робити роботу на новому прискорювачі», – заявив раніше Стівен Чу (Steven Chu), глава міністерства енергетики США (Department of Energy, DOE), яке управляє системою національних лабораторій в США, в їх число входить лабораторія імені Фермі, де знаходиться Теватрон.

Теватрон (Tevatron) – протон-антипротонний колайдер, кільцевий прискорювач, в якому стикаються пучки протонів і антипротонів, був побудований в 1983 році. Результати зіткнень частинок у ньому фіксують два головних детектора – CDF і D0, на кожному з яких працюють колективи в кілька сотень вчених. До запуску Великого адронного колайдера в передмісті Женеви він був самим потужним у світі – енергія зіткнень в ньому становила близько 2 тераелектронвольт (Тев – від цієї одиниці виміру він і отримав свою назву).

Завершення роботи прискорювача планувалося у зв’язку з успішним запуском БАКа, оскільки вже зараз європейський прискорювач вийшов на енергії 7 Тераелектронвольт, а його проектна енергія становить 14 Тераелектронвольт. Багато фізики закликали продовжити роботу Теватрон до 2014 року, оскільки він у багатьох відносинах може доповнити роботу БАКа. Однак у січні 2011 року міністерство енергетики США із-за складної фінансової ситуації відмовилося продовжити термін роботи колайдера.

Рис. 1. Великий адронний колайдер – найбільший і найпотужніший у світі прискорювач заряджених частинок.

Довідка NNN: Великий адронний колайдер – найбільший в історії прискорювач елементарних частинок, у його 27-кілометровому кільці стикаються розігнані майже до світлової швидкості пучки протонів. Вивчаючи результати цих зіткнень, вчені сподіваються отримати нові дані про будову матерії.

Чим вище світимість – кількість протонів пролітають за секунду через одиницю поперечного перерізу пучка, – тим більше зіткнень частинок відбувається, і тим швидше фізики зможуть зібрати необхідну інформацію.

У 2010 р. світимість була доведена до значення 2 на 10 в 32-му ступені протонів за секунду на квадратний сантиметр. Напередодні ввечері це значення було збільшено до 2,5 на 10 в 32-го ступеня, повідомляється в мікроблозі ЦЕРН. Крім того, напередодні вчені вперше в цьому році довели до 200 кількість протонних згустків (банчей) у пучку.

Великий адронний коллайдер був запущений після річної перерви 20 листопада 2009 р. Створення установки почалося в кінці 1990-х рр., а у вересні 2008 р. відбувся її урочистий запуск: фізики успішно провели пучки протонів в обох напрямках. Вже через тиждень на прискорювачі сталася велика аварія, пов’язана з виходом одного з магнітів з надпровідного стану. Ремонт пошкоджень і модернізація установки зайняла більше року (за матеріалами РИА Новости).

У п’ятницю, о 14.00 у центральному часу США (23.00 мск) з виступу директора лабораторії Бенкету Оддона (Pier Oddone) розпочнеться церемонія прощання з Теватроном. Співробітники лабораторії і всі, хто працював з прискорювачем, зберуться у головному контрольному залі прискорювача і в контрольних залах двох детекторів, щоб відзначити завершення роботи установки.

Етапи великого шляху

Розробка колайдера почалася ще в січні 1973 року, коли для нього почали створювати надпровідні магніти. У 1979 році міністерство енергетики підтвердило рішення про будівництво в Фермилабе надпровідного прискорювача.

Перший з 774 магнітів був встановлений в семикілометровому тунелі коллайдера в 1981 році, а останній – 18 березня 1983 року. У липні того ж року Теватрон вперше видав пучок протонів, прискорених до енергії 512 гігаелектронвольт, після чого було розпочато програму роботи з фіксованими мішенями. Нарешті 13 жовтня 1985 року були проведені перші зіткнення протонів і антипротонів.

Про самому яскравому відкритті Теватрон стало відомо 2 березня 1995 року, коли фізики Фермилаба оголосили про відкриття топ-кварка – останнього з передбачених теорією шести типів кварків і найважчою серед усіх елементарних частинок. Його маса становить близько 170 гігаелектронвольт (1 електронвольт відповідає 1,8 на 10 в мінус 36-го ступеня кілограмів). Для порівняння, протон важить 0,938 гигаэлектронвольта, а електрон – 0,511 мегаэлектронвольта.

На прискорювачі були отримані атоми антиводню і відкрито останній відсутній B-мезон. У 2000 році на експериментальній установці DONuT вперше вдалося безпосередньо поспостерігати тау-нейтрино.

У 2008 році на Теватроні почалася серія експериментів з пошуку бозона Хіггса, останнього відсутнього елемента сучасної фізичної теорії – Стандартної моделі. До теперішнього моменту коллайдеру вдалося значно звузити діапазон енергій, де може ховатися Хіггс.

Тепер тут музей

Керівник колаборації D0 Дмитро Денисов повідомив РІА Новини, що в тунелі колайдера і в залах детекторів буде створено музей. За його словами, установки декілька переобладнають, щоб зробити їх доступними для відвідувачів.

«Це буде коштувати кілька мільйонів доларів, і ці гроші ми вже отримали. Приблизно через рік ми зможемо прийняти перших гостей», – сказав Денисов.

Відповідаючи на запитання про те, чи зможе колайдер послужити для досліджень у «підземної фізики» – дослідження нейтрино, що зараз стане головним напрямком роботи Фермилаба, Денисов відповів, що тунель Теватрон порівняно неглибокий, будувався відкритим способом, тому він непридатний для розміщення детекторів нейтрино. Його детектори також вузько спеціалізовані пристрої, які можна буде використовувати в інших цілях.

Не розходимося!

Кінець роботи прискорювача не означає, що близько тисячі фізиків, що працювали на ньому, у п’ятницю ввечері встануть і підуть. У Теватроні у цю хвилину тривають сутички, детектори збирають дані та їх аналіз та обробку знадобиться кілька років.

«До нас буквально сьогодні приєдналися два нових людей, які зараз тільки освоюються. У нас попереду ще багато роботи», – сказав Денисов.

Можливо, фізикам вдасться виявити ознаки існування бозона Хіггса – останнього відсутнього елемента сучасної теорії елементарних частинок, так званої Стандартної моделі, або ж «закрити» його, що змусить вчених шукати принципово нові теорії.

Крім того, співрозмовник агентства зазначив, що серед членів колаборації лише близько 5% вчених є штатними співробітниками Фермилаба. Всі інші працюють в університетах, беруть участь у багатьох інших експериментах і будуть поступово переорієнтовуватися на інші завдання.

На думку Денисова, багато вчених переберуться до Женеви, де їх досвід може бути корисний для роботи на Великому адронному колайдері.

Йдемо під землю

Директор Фермилаба Бенкет Оддон зазначив, що розставання з Теватроном проходить на тлі широкого обговорення владою США перспектив «підземної фізики» – досліджень нейтрино, нейтральних частинок, практично не взаємодіють з матерією, які вдається зареєструвати лише з допомогою спеціальних детекторів, розташованих глибоко під землею.

«У той час як ми говоримо “прощай» Теватрону, Фермилаб повинен утримувати лідерство… один з аспектів передових досліджень – вивчення таємничого нейтрино”, – сказав він.

Зокрема, лабораторія планує брати участь в експерименті LBNE (Long-Baseline Neutrino Experiment), у якому пучок нейтрино, отриманий на одній з установок Фермилаба, буде фіксуватися підземним детектором, розташованим на відстані близько 1 тисячі кілометрів.

Ці дослідження можуть виявитися особливо актуальними у зв’язку з новими результатами, отриманими фізиками Церну та італійській лабораторії Гран Сассо, що стосуються можливої сверхсветовой швидкості нейтрино.

Джерело РИА Новости

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *