Работа LHC в 2015 году

Основные технические этапы

Расписание на 2015 год. Изображение с сайта lpc.web.cern.ch

В 2015 году стартовал второй сезон работы коллайдера — LHC Run 2. В течение первой половины года коллайдер постепенно вводился в строй после двухлетней паузы на модернизацию, на нем велась отладка оборудования и выполнялись многочисленные тесты. Летом физики осторожно приступили к столкновениям на рекордной энергии 13 ТэВ и к концу года набрали светимость чуть больше 4 fb^–1.

Процедуру запуска коллайдера в 2015 году можно было отслеживать на странице технических новостей. Всю зиму вплоть до конца марта шла тренировка магнитов, и благодаря ей коллайдер наконец-то смог поднять энергию протонов до 6,5 ТэВ. Протонные пучки впервые вернулись в LHC 7 марта, и после кратковременной задержки началась отладка коллайдера с пучком. 12 апреля протоны впервые были разогнаны до заветных 6,5 ТэВ. Полноценная работа коллайдера на энергии столкновений 13 ТэВ стартовала 3 июня.

Набор статистики в 2015 году. Изображение с сайта lpc.web.cern.ch

В течение лета техники наращивали светимость предельно осторожно, поэтому статистика столкновений на 13 ТэВ оставалась очень скромной. В сентябре темп набора данных резко возрос, и к началу ноября было накоплено уже свыше 4 fb^–1. Пиковая светимость достигала 50% от проектной светимости коллайдера (10³⁴ см^–1·с^–1). Наконец, в конце ноября коллайдер перешел к ядерным столкновениям и поработал в таком режиме до середины декабря. Сводные графики светимости в 2015 году приведены на страницах 2015 Luminosity plots pp и 2015 Luminosity plots PbPb.

Научные результаты 2015 года

Почти весь 2015 год, пока коллайдер только набирал обороты на энергии 13 ТэВ, коллаборации продолжали анализировать данные сеанса Run 1 и регулярно выдавали интересные результаты. Год оказался на удивление богатым на различные намеки на отклонения от Стандартной модели — и это воодушевляло теоретиков на построение многочисленных моделей Новой физики. В марте обнаружились отклонения в одном из вариантов поиска суперсимметрии, июнь принес сообщение о всплесках при массе около 2 ТэВ, и в течение всего года появлялись все новые, новые, и новые сообщения об отклонениях в распадах B-мезонов. В результате к концу года накопился солидный список наблюдений, не вписывающихся в картину Стандартной модели; см. страницу Загадки коллайдера за октябрь 2015 года. Попутно коллаборация LHCb открыла новый сорт адронов — пентакварк со скрытым очарованием, а коллаборация ALICE сделала первый шаг в изучении «антиядерной» физики.

15 декабря 2015 года на специальном семинаре в ЦЕРНе были представлены долгожданные предварительные результаты работы в 2015 году. Хотя накопленная светимость оставалась в несколько раз меньше полной светимости сеанса Run 1, из-за возросшей энергии можно было рассчитывать на новые результаты и при таком небольшом объеме данных.

Результаты не подкачали: обе коллаборации, ATLAS и CMS, сообщили о намеках на двухфотонный всплеск при массе 750 ГэВ. Эти сдержанные сообщения экспериментаторов произвели среди теоретиков настоящий фурор, что вынудило руководство ЦЕРНа даже выпустить специальное пояснение, которое, говоря откровенно, мало кого из теоретиков остановило. Кроме того, первые данные при 13 ТэВ начали ставить под сомнение некоторые намеки на Новую физику, обнаруженные ранее по итогам Run 1. Сводка загадок коллайдера по состоянию на январь 2016 года приведена на нашей странице.

В таком состоянии лихорадочного возбуждения научное сообщество — и прежде всего теоретики, изучающие модели Новой физики, — перешло в 2016 год.

Status & prospects LHC accelerator and HL-LHC plans // обзор состояния коллайдера в декабре 2015 года.