ЦЕРН Үлкен адрон коллайдерін 2030 жылға дейін өшірді

Үшінші ұзақ мерзімді техникалық үзіліс (LS3) басталды, ол 2030 жылға дейін жалғасады. Осы уақыт ішінде коллайдер жай ғана техникалық қызмет көрсетуден өтпейді — ол түбегейлі жаңа машинаға: High-Luminosity LHC (Жоғары жарықтылықтағы LHC) қайта құрылады, бұл машина бөлшектердің соқтығысуын он есе көп генерациялауға қабілетті, деп хабарлайды Home.cern. Ғылым үшін бұл дәуірдің соңы емес, келесі кезеңге дайындық.

Қысқаша мәні

• 2026 жылдың 29 маусымында БАҚ үшінші жұмыс циклін (Run 3) аяқтап, Long Shutdown 3 бастау үшін тоқтатылды — бұл коллайдер салынғаннан бергі ең ауқымды жаңғырту.
• LS3-тің басты мақсаты — коллайдердің жарықтылығын бастапқы параметрлермен салыстырғанда 10 есеге дейін арттыратын High-Luminosity LHC (HiLumi LHC) жабдығын орнату.
• Коллайдер туннелінде 1,2 км магниттер мен компоненттер бөлшектеліп, ауыстырылады. ATLAS және CMS детекторлары іс жүзінде жаңа құрылғыларға айналады.
• HiLumi LHC 2030 жылы жұмысын бастауды жоспарлап отыр. Үдеткіш кешенінің кейбір бөліктері 2028 жылдан бастап біртіндеп қайта іске қосылады.
• БАҚ-тың 18 жыл жұмыс істеуіндегі басты жетістігі — 2012 жылы Хиггс бозонының ашылуы, сондай-ақ 85-тен астам жаңа адрондардың және жүздеген басқа ғылыми нәтижелердің табылуы.

Физиканы өзгерткен машинамен қоштасу

2008 жылдың қыркүйегіндегі бөлшектердің алғашқы шоғырларынан бастап БАҚ ғылыми серпілістің синониміне айналды. Оның басты жетістігі — 2012 жылдың 4 шілдесінде Хиггс бозонының ашылуы, бұл жарты ғасыр бұрын ұсынылған механизмді растады. Дәл осы бөлшектің арқасында басқа бөлшектердің неліктен массасы бар екендігі түсіндіріледі.

«БАҚ барлық күткеннен асып түсті», — деді ЦЕРН-нің үдеткіштер мен технологиялар жөніндегі директоры Оливер Брюнинг. «Ол екі онжылдыққа жуық уақыт бойы біздің Ғалам туралы түсінігімізді өзгертіп, бүкіл әлемдегі ғалымдар, инженерлер мен азаматтардың ұрпақтарын шабыттандырды. Бүгін біз БАҚ-пен оны білетін қалпында қоштасып, оның ізбасарымен кездесуге дайындаламыз».

Төрт жыл ішінде не болады

LS3 — бұл жай ғана жөндеу емес. Ұзындығы 27 км туннельде 1,2 км магниттер мен компоненттер бөлшектеліп, олардың орнына HiLumi-дің жаңа жабдықтары орнатылады. ATLAS және CMS детекторлары — коллайдердің екі басты «көзі» — соншалықты түбегейлі жаңғыртудан өтеді, олар іс жүзінде мүлдем жаңа құрылғыларға айналады.

Жаңа детекторлар айтарлықтай жоғары жүктемені көтеруі керек: егер соңғы цикл кезінде әрбір шоғыр соқтығысуында шамамен 60 протон-протон әрекеттесуі тіркелсе, HiLumi LHC бір уақытта 140-тан 200-ге дейін соқтығысуды генерациялайды. Деректерді тіркеу жүйелері секунд сайын бес миллиардтан астам әрекеттесудің ішінен ең қызықты оқиғаларды іріктеп алуы керек.

Қайта іске қосылғаннан кейін нені іздейді

Жарықтылықтың он есе артуы — бұл ең алдымен салыстыруға келмейтін үлкен деректер жиымдарын жинақтау мүмкіндігі. HiLumi LHC-тің басты ғылыми мақсаттары — Хиггс бозонын дәлдікпен зерттеу: оның қасиеттері, өзара әрекеттесулері және Стандартты модельдің болжамдарынан ықтимал ауытқулар. Мұндай ауытқулар жаңа физиканы — материя құрылымы туралы қазіргі түсініктен тыс құбылыстарды көрсетуі мүмкін.

Сонымен қатар, LS3 уақытында мыңдаған ғалымдар алдыңғы жұмыс циклдарында жинақталған деректерді талдауды жалғастырады. БАҚ үнсіз — физика тоқтамайды.

Қазақстандық контекст

Қазақстан ЦЕРН-нің мүшесі емес, алайда қазақстандық физиктер ынтымақтастық туралы келісімдер аясында ұйымның жекелеген эксперименттеріне қатысады. Неғұрлым практикалық өлшем технологияларға байланысты: ЦЕРН-нің аса өткізгіш магниттер, криогендік жүйелер, жоғары өнімді есептеулер және детекторлық технологиялар саласындағы әзірлемелері бөлшектер физикасынан әлдеқайда алыс — медициналық диагностикада, материалтануда және энергетикада өнеркәсіптік қолданыс табады. Дәл осы бағыттар Pax Silica және ғылымды дамыту бағдарламалары аясында Қазақстанның технологиялық күн тәртібімен қиылысады.

Авторлық қорытынды

БАҚ өлген жоқ — ол эволюциялануда. Планетадағы ең ірі ғылыми машинаны он есе қуаттырақ машина жасау үшін төрт жылға тоқтату — бұл білімге салынған инвестиция, оның қайтарымы нысаны бойынша болжаусыз, бірақ тарихи тұрғыдан сөзсіз. Хиггс бозоны болжанғаннан кейін 50 жылдан кейін табылды. HiLumi LHC нені ашады — 2030 жылдан кейін білеміз.