Общее расписание работы LHC (2017)

Старые странички с расписанием работы LHC: версия 2008 года, версия 2010 года.

Работа LHC и его модернизированной версии HL-LHC распланирована до 2037 года. Изображение с сайта project-hl-lhc-industry.web.cern.ch

Большой адронный коллайдер впечатляет не только своими масштабами и технической сложностью, но и грандиозными временными рамками. LHC создавался в течение трех десятилетий — и примерно столько же он должен и проработать. Если ограничиться только теми планами, которые уже одобрены Советом ЦЕРНа, то работа коллайдера и его модернизированной версии HL-LHC (High Luminosity LHC, то есть LHC на высокой светимости) продлится примерно до 2037 года. В принципе, после этого возможен еще один апгрейд — до HE-LHC (LHC на высокой энергии), что может добавить еще одно-два десятилетия к длительности этого проекта; впрочем, эти планы пока не утверждены. Так или иначе, Большой адронный коллайдер еще долго будет с нами. Нынешние школьники успеют закончить университет, защитить диссертацию и воспитать новое поколение учеников — и всё это время коллайдер будет поставлять новые данные об устройстве микромира.

Общее расписание Большого адронного коллайдера поделено на большие многолетние блоки — сеансы работы (Runs), разделенные двухлетними паузами на модернизацию (LS, Long Shutdown). Ниже приведены технические параметры каждого этапа работы.

• Сеанс Run 1 продлился с 2010 по 2012 годы. Обжегшись на аварии 2008 года, техники повышали интенсивность коллайдера очень плавно и ограничивали энергию протонных столкновений значением 8 ТэВ (против проектных 14 ТэВ). К концу 2012 года была накоплена интегральная светимость около 30 fb^–1, что составляет всего 1% от статистики, запланированной на весь срок работы LHC (эти значения относятся к светимости в детекторах CMS и ATLAS). Тем не менее этого хватило, чтобы открыть бозон Хиггса, прощупать устройство нашего мира на энергии несколько ТэВ и обнаружить несколько намеков на отклонения от Стандартной модели.
• Сеанс Run 2 продлится с 2015 по 2018 годы. Энергия столкновений была поднята до 13 ТэВ, пиковая светимость достигла и превысила проектную, поэтому темп набора интересных данных возрос в разы. Планируется, что в ходе Run 2 будет накоплено 120 fb^–1; с учетом Run 1 это даст физикам статистику объемом 150 fb^–1 к концу 2018 года.
• Сеанс Run 3 продлится с 2021 по 2023 годы. Предполагается, что энергия столкновений наконец-то достигнет проектного значения 14 ТэВ, а светимость останется примерно на том же уровне. В результате к концу Run 3 — и всей первой фазы проекта LHC — в распоряжении физиков будет интегральная светимость 300 fb^–1, что позволит проверить все отклонения, обнаруженные в ходе Run 2.
• Дальнейшее повышение светимости потребует существенной модернизации многих ключевых компонентов цепочки ускорителей и детекторов. Апгрейд займет почти три года, и в 2026 году стартует новая фаза Большого адронного коллайдера — HL-LHC. Сейчас предварительно предусмотрены еще три трехлетних сеанса работы вплоть до 2037 года. К концу этого срока физики надеются повысить набранную статистику еще на порядок, до 3000 fb^–1.

Что касается ожидаемой научной отдачи коллайдера, то она, прежде всего, зависит от реального устройство природы. Когда LHC только запускался, то у физиков в запасе было одно гарантированное открытие: либо бозон Хиггса, либо что-то совсем экзотическое (взгляните на первую версию этой страницы). Сейчас, когда бозон Хиггса открыт, главной научной задачей LHC стал поиск Новой физики — более глубокого пласта реальности, на котором покоится Стандартная модель. Но это открытие — не гарантированное. Физики твердо убеждены, что Новая физика существует, но они не знают, на каком масштабе энергий ее эффекты начнут проступать в эксперименте. Возможно, мы уже сейчас нащупали первые ее проявления — и тогда ближайшие годы принесут фейерверк открытий. Но так же возможно, что перед нами «Великая пустыня», несколько порядков на энергетической шкале, на которых нет никаких новых явлений, — и тогда ни LHC, ни его модернизация не даст никаких открытий.

Мы не знаем заранее, какой вариант реализуется. Мы не знаем заранее, какова природа. Единственный способ найти достоверный ответ на эти вопросы — продолжать работу и ставить те эксперименты, до которых дотягиваются современные технологии. Мы надеемся, что, вкупе с неколлайдерными экспериментами и астрофизическими наблюдениями, мы рано или поздно добудем ответы.