Первая «физика» на Большом адронном коллайдере
Первые результаты запуска Большого адронного коллайдера на рекордной энергии столкновения двух встречных пучков протонов (с энергией 3,5 ТэВ каждый) показали, что численное моделирование столкновений даёт результаты, отличные от полученных экспериментальных данных.
Как известно, после запуска Большого адронного коллайдера (LHC) в ЦЕРН детекторы успешно зарегистрировали столкновения протонов. Так, детектор СМS зарегистрировал порядка 200000 столкновений только в течение первого часа, детектор ATLAS – 462288 в течение первого сеанса работы. Записанные и обработанные мощной системой компьютеров в ЦЕРН данные теперь доступны для дальнейшего подробного анализа физикам по всему миру. И хотя речь идёт в основном о тонкой настройке детекторов, даже по предварительным оценкам видно, что существующие программы численного моделирования (так называемые Монте-Карло генераторы, с помощью которых происходит сравнение теоретических предсказаний с экспериментом) потребуют существенного изменения.
По словам старшего научного сотрудника ФИАН, кандидата физ.-мат. наук Владимира Нечитайло, который следит за ходом экспериментов в интерактивном режиме, расхождение с теорией говорит о том, что используемая экстраполяция с более низких энергий не совсем верна, и наше понимание процессов, происходящих при столь больших энергиях, далеко от идеального. Собственно, на улучшение этого понимания и направлены сейчас эксперименты на LHC. И достижение энергии в 7 ТэВ действительно знаменует новую веху в изучении физики микромира, давая возможность количественного изучения эффектов, ранее наблюдавшихся лишь качественно или косвенно.
Главный научный сотрудник ФИАН, доктор физ.-мат. наук Игорь Дрёмин, находящийся в ЦЕРН, комментирует: «Это было одновременно и волнительно (а вдруг опять что-то не сработает), и радостно, когда всё-таки получилось достичь ожидаемой энергии. В первом запуске была получена статистика в объёме 1,6 млн событий. После обработки результатов уже 31 марта состоялось заседание коллаборации CMS, где сообщили о первых физических результатах взаимодействий протонов при энергии 7 ТэВ. В частности, оказалось, что теоретические предсказания, полученные с помощью пакета Pythia (программа моделирования процессов столкновения элементарных частиц при высоких энергиях методом Монте-Карло), дают примерно в полтора раза меньше вторичных частиц, чем эксперимент. При энергии 2,36 ТэВ это расхождение составляло только около 15%».
4 апреля ускоритель запустили в очередной раз. После непрерывной работы в течение 17 часов на момент утра 5 апреля 2010 г. каждый час только на одном из четырёх действующих детекторов регистрировалось около 200000 событий соударений протонов! Согласно информации, предоставленной сотрудниками ФИАН, дальнейшая работа LHC в 2010 и 2011 годы будет осуществляться при достигнутой 30 марта суммарной энергии пучков 7 ТэВ.
