Работа LHC в 2017 году
Основные технические этапы
После очень успешного в техническом плане 2016 года, коллайдер готов идти в 2017 году на новые рекорды. Если ранее пиковая светимость коллайдера достигала 140% от проектной, то сейчас это значение планировалось поднять до 170%. При той высокой эффективности, которую коллайдер показал годом ранее (более половины всего рабочего времени шли реальные столкновения), ожидалось к концу 2017 году накопить интегральную светимость 45 fb−1 в детекторах ATLAS и CMS. В связи с укороченным ускорительным годом планировалось продолжать работу с протонными пучками вплоть до начала декабря; сеанс ядерных столкновений в 2017 году не предусмотрен.
В середине лета, однако, возникла неожиданная техническая проблема в одной из вакуумных секций, которая на время заставила ускоритель сильно сбавить темп. Поскольку устранить проблему без остановки коллайдера не удалось, техники подобрали режим столкновений в обход инструментальных ограничений, и к осени набор данных возобновился еще более ударными темпами. Пиковая мгновенная светимость достигала 206% от номинальной, что впервые позволило реализовать схему выравнивания светимости в детекторах ATLAS и CMS. По итогам года была набрана светимость 50 fb−1 в детекторах ATLAS и CMS. В конце года были также проведены специальные сеансы протонных столкновений: на пониженной энергии, для сравнения последующего с ядрами, и с расфокусированными пучками, для изучения мягких адронных процессов. Полноценного сеанса ядерных столкновений в 2017 году не было, однако 12 октября на LHC были впервые опробованы столкновения ядер ксенона.
Для достижения этих показателей, однако, потребовалось справиться с некоторыми техническими трудностями, ограничивавшими светимость коллайдера. Традиционная зимняя пауза в этот раз растянулась на несколько месяцев. В ходе нее один из дипольных магнитов коллайдера был заменен на новый, а предварительный ускоритель SPS получил новую систему сброса пучков. Ремонт и тестирование были завершены к концу апреля. 28 апреля протонные пучки начали вновь циркулировать в главном кольце LHC, а в конце мая начались протонные столкновения. Интенсивность пучков быстро повышалась, и к концу июня пиковая светимость достигала уже 155% от проектной.
График набора светимости в 2017 году. Изображение с сайта lpc.web.cern.ch
Научные результаты 2017 года
2016 год принес рекордно большой объем статистики на энергии столкновений 13 ТэВ. Первую половину 2017 года коллаборации завершали самые горячие анализы и публиковали научные результаты, касавшиеся, прежде всего, поисков Новой физики. Сенсаций они пока не приносят и лишь закрывают некоторые из обнаружившихся ранее отклонений при больших инвариантных массах. Появляются, впрочем, и новые намеки на отклонения (в поисках суперсимметрии и в VH-канале при 3 ТэВ), однако, в силу своей небольшой статистической значимости, они не вызывают у теоретиков былого интереса. Свойства хиггсовского бозона, которые вырисовываются по результатам 2016 года, также не демонстрируют существенных отклонений от Стандартной модели.
На этом фоне выделяется череда разнообразных позитивных результатов коллаборации LHCb. Во-первых, она раз за разом сообщает о подтверждении аномалий в распадах B-мезонов, подпитывая живой интерес теоретиков (см., например, новость На LHC обнаружен еще один намек на нарушение Стандартной модели). Большинство этих результатов, кстати, всё еще базируется на статистике сеанса Run 1, и физикам остается только предвкушать новые открытия, скрывающиеся в данных сеанса Run 2. В целом, отклонения в свойствах B-мезонов от ожиданий Стандартной модели постепенно становятся самой горячей темой во всей коллайдерной физике частиц.
Во-вторых, LHCb с завидной регулярностью сообщает об открытии новых адронов. В марте, например, их было открыто сразу пять штук в одном-единственном анализе. В-третьих, на LHCb неожиданно для всех стартовала научная программа по столкновению протонов с ядрами различных инертных газов — и эти эксперименты уже помогают астрофизикам разобраться с загадками космических антипротонов.
Новости LHC
