Уточняется расписание коллайдера на 2015 год

Текущее расписание работы LHC в 2015 году. С сайта espace.cern.ch

По мере того как подходит к концу двухлетний период обслуживания и модернизации коллайдера, всё четче вырисовываются перспективы LHC на ближайшее время. Нынешние планы могут показаться чуть более консервативными, чем ожидалось раньше, но на это имеются веские основания. На этапе запуска ускорителя главным приоритетом является безопасность, затем идет техническое качество работ и уж следом — темпы набора статистики.

Итак, прямо сейчас техники завершают тестирование и подготовку сверхпроводящих электромагнитов во всех секторах ускорителя. Главное — чтобы эти магниты были способны долго и безопасно, без срывов сверхпроводимости, держать ток в 11 кА. Именно при таком токе поворотные магниты смогут удерживать на орбите протоны с энергией 6,5 ТэВ (напомним, что до сих пор энергия протонов не превышала 4 ТэВ).

Эта работа продлится еще две недели, после чего коллайдер будет готов к приему циркулирующих пучков и их разгону до 6,5 ТэВ. В конце марта начнется двухмесячный этап тестирования и отладки Большого адронного коллайдера уже с циркулирующими в нем пучками. В середине или конце мая начнутся протонные столкновения на полной энергии 13 ТэВ, но с пучками низкой интенсивности. В течение этой недели-двух физики окончательно откалибруют детекторы и системы контроля, наберут первый скромный объем 13-тэвных данных, и начнут, условно говоря, «переоткрывать» Стандартную модель.

В июне ожидается двухнедельная пауза на доводку ускорителя, а также на специальную деликатную «чистку пучком» внутренностей вакуумной трубы, в которой циркулируют протоны. Это позволит подготовить коллайдер к повышению интенсивности, при которой протонные сгустки будут следовать один за другим с интервалом в 50 нс.Затем еще две недели на работу, а потом — повторение чистки для выхода на максимальную интенсивность (сгустки следуют один за другим через 25 нс). Этот режим работы не был опробован на LHC.

Август, сентябрь, октябрь станут месяцами, ударными по темпам набора данных. Ожидается, что за это время каждый из двух главных детекторов наберет интегральную светимость 10 fb^–1. Это довольно скромный по нынешним меркам объем данных (во время сеанса Run I было набрано 5 fb^–1 на энергии столкновений 7 ТэВ и почти 20 fb^–1 — на энергии 8 ТэВ). Зато после того, как все эти этапы будут пройдены, в следующем, 2016 году коллайдер с места в карьер начнет набор статистики и достигнет объемов порядка 40 fb^–1, а к концу 2017 года эта статистика утроится.

Эти числа позволяют сориентироваться относительно научных ожиданий в нынешнем году. К лету вряд ли стоит ожидать вообще каких-то новых результатов, зато осенью начнется поток первых статей по данным этого года. Будут, прежде всего, проведены поиски новых тяжелых частиц или прочих «ярких» явлений, которые были недоступны коллайдеру до сих пор. В частности, начнется новый виток поисков суперсимметрии и экзотических эффектов. Что касается более приземленных процессов, например изучения хиггсовского бозона, то здесь физики к концу года выйдут примерно на тот же уровень, что уже достигнут в сеансе Run I. Тем не менее «переоткрытие» хиггсовской частицы станет важнейшим этапом проверки обновленного коллайдера. Существенный рывок в чувствительности следует ожидать только в 2016–2017 годах.

Наконец, в течение 2015 запланировано несколько коротких сеансов со специальной конфигурацией пучков, а весь ноябрь будет посвящен работе с ядрами свинца — тоже на повышенной энергии (чуть больше 5 ТэВ в расчете на нуклон). Чтобы было удобнее сравнивать результаты этих столкновений с чисто протонными, ближе к концу года будет проведен короткий сеанс протонных столкновений с энергией протонов 5 ТэВ. Впрочем, детали расписания этих специальных сеансов работу еще могут меняться.