Завершился сеанс Run 2

Рис. 1. Торт с вечеринки, которой коллаборация ATLAS отмечала завершение сеанса Run 2. Фото из твиттера PhysicsCakes

Сеанс Run 2 Большого адронного коллайдера завершен. За четыре года был накоплен рекордный объем данных, который физики будут анализировать еще несколько лет, — и кто знает, какие сюрпризы он сможет преподнести. Параллельно с этим, в 2019 году начнется интенсивная работа по ремонту и модернизации всех компонентов коллайдера.

Закончился очередной важный этап работы Большого адронного коллайдера. Набор данных в протонных столкновениях завершился еще 22 октября, в ноябре коллайдер перешел к столкновениям ядер свинца и проработал в этом режиме почти месяц. Утром 3 декабря ионные пучки были сброшены в последний раз, ознаменовав тем самым завершение четырехлетнего сеанса набора данных Run 2. После этого техники еще неделю занимались тестированием магнитной системы коллайдера, и, наконец, 10 декабря коллайдер был окончательно остановлен.

В техническом плане как 2018 год, так и весь сеанс Run 2 стали по-настоящему успешными. Да, работу коллайдера затрудняли непредвиденные технические сложности, но специалисты каждый раз находили пути в обход препятствий и ставили рекорд за рекордом. Так, при запланированной интегральной светимости 50 fb⁻¹, детекторы ATLAS и CMS смогли накопить в 2018 году по 66 fb⁻¹ (подробную статистику в графическом виде можно найти на странице Performance plots). Пиковая светимость вдвое превысила проектную — и это при том, что, из-за технических ограничений, количество сгустков в каждом пучке было чуть меньше расчетного. Ключевым достижением стала намного более плотная фокусировка пучков в местах их пересечения. Полная интегральная светимость в сеансе Run 2 превысила 150 fb⁻¹ в детекторах ATLAS и CMS. Это настоящий кладезь информации, ведь, напомним, до сих пор подавляющее большинство научных результатов базировалось лишь на вчетверо меньшей статистике 2015–2016 годов.

Рис. 2. Ход набора данных в детекторах ATLAS и CMS за все время работы коллайдера. График с сайта home.cern

Детектор LHCb тоже проработал ударными темпами. Заточенный под изучение B-мезонов, он, в силу своих конструкционных особенностей, не гонится за огромной светимостью. На LHCb было набрано 2,2 fb⁻¹ в 2018 году и 6 fb⁻¹ за весь сеанс Run 2 — вдвое больше, чем в сеансе Run 1. Однако именно в результатах LHCb прослеживаются самые сильные на сегодня отклонения от Стандартной модели, и физики с нетерпением ожидают анализа нового объема данных.

Экспериментальные коллективы рассказали по горячим следам о своих впечатлениях о прошедшем сеансе Run 2 (см. заметки от коллабораций ATLAS, CMS, LHCb). Для них сейчас наступает горячее время: в ближайшие пару лет, во время длительной паузы LS2 (Long Shutdown 2), они будут одновременно заниматься ремонтом и модернизацией своих детекторов и анализом всей накопленной статистики. Так что в ближайшие годы нас ждут сотни новых статей с обновлением всех научных результатов с учетом полной статистики Run 2.

Что касается самого ускорителя LHC, то этой зимой начнется его «разморозка», повышение его температуры до комнатной. Процесс этот деликатный и многоступенчатый, и займет он четыре месяца. После прогрева ускоритель вскроют, и начнутся работы по ремонту и апгрейду многочисленных его компонентов. Среди прочего, планируется заменить свыше 20 дипольных магнитов — очень непростая процедура в условиях тесного туннеля. Апгрейд затронет не только основное кольцо LHC, но и цепочку предварительных ускорителей. Так, в 2021 году коллайдер начнет сеанс Run 3 с новым, с иголочки, предварительным ускорителем Linac 4. Он придет на смену ускорителю Linac 2, завершившему свой долгий век (в строю с 1978 года!). Другие элементы ускорительной цепочки, PSB и SPS, тоже будут модернизированы.