Коллайдер на каникулах

В середине февраля в ЦЕРНе был остановлен на плановый ремонт и модернизацию Большой адронный коллайдер - крупнейший на сегодняшний день ускоритель протонов, в четырёх точках 27-километрового кольца которого размещены уникальные экспериментальные установки - детекторы ATLAS, CMS, ALICE и LHCb.

Именно экспериментальные группы, работающие на установках ATLAS и CMS, объявили летом об открытии новой частицы, которая, по всей видимости, является бозоном Хиггса - последним недостающим звеном так называемой Стандартной Модели в физике частиц.

Через месяц после остановки коллайдера автору удалось побывать на установке ATLAS.

1. Здание, в котором расположен центр управления установкой ATLAS

2. Центр управления. Отсюда круглосуточно ведётся контроль за состоянием детектора. Сейчас по причине остановки здесь немноголюдно.

3. Неприметная дверь. За ней - спуск в шахту детектора ATLAS, расположенного на стометровой глубине.

4. Ворота в ATLAS. Пройти могут не все - только авторизованные. Дозиметр и каска обязательны.

5. Сканирование сетчатки глаза - самый надёжный способ идентификации.

6. Безопасность превыше всего. Кстати, русский язык тут в ходу наряду с английским и французским

7. Короткий тоннель, ведущий в каверну, где размещён детектор. Фотографии на стенах повествуют об этапах строительства установки

Детектор ATLAS - это колоссальных размеров бочка диаметром почти в 30, а высотой более 40 метров, по оси которой навстречу друг другу летят пучки протонов, сталкиваясь в центре. Его задача - точно измерять импульсы и углы вылета всех вторичных частиц, родившихся в протон-протонных взаимодействиях, а также идентифицировать тип каждой частицы. Только нейтрино имеют право покинуть детектор незарегистрированными. Входя в каверну, ожидаешь увидеть этот колоссальный детектор со стороны, но эти ожидания не соответствуют действительности: с площадки, расположенной примерно на уровне оси бочки можно охватить взглядом лишь очень небольшую часть установки ATLAS.

8. Элементы торцевой части, выдвинутые из установки. Часть сверхпроводящего тороидального магнита (в центре) и элементы мюонной системы (справа). Именно по искривлению траекторий заряженных частиц в магнитном поле и определяется их импульс.

9. Взгляд вверх.

10. Взгляд вниз.

11. Мюонные дрейфовые камеры - координатные детекторы, являющиеся основным элементом идентификации и реконструкции импульса мюонов. Напомним, что одним из основных каналов распада, в котором была найдена новая частица, был именно канал распада в четыре мюона.

12. Попытка взглянуть на центральную часть детектора. Но взгляд тонет в нагромождении вспомогательных конструкций.

13. Эта галерея тянется вдоль всей установки. Возможно, с неё центральная часть детектора видна лучше. Но проход туда закрыт.

14. По этим трубам в электромагнитный калориметр подаётся жидкий аргон, основное активное вещество. В задачи электромагнитного калориметра входит идентификация вторичных электронов, позитронов и регистрация гамма-квантов, а также измерение их энергии. Отметим, что распад на два гамма-кванта также стал одним из основных каналов поиска распада бозона Хиггса.

15. И снова безопасность превыше всего.

16. Специалист готовится нырнуть в центральную область детектора. Без спецподготовки это невозможно. Высокое напряжение, магнитные поля, криогеника, радиация - вот далеко не полный список опасностей, подстерегающих в недрах установки. А зачастую не обойтись и без альпинистского снаряжения...