Грандіозний проект будівництва нового 31-кілометрового Міжнародного лінійного колайдера готовий до запуску. За допомогою нового прискорювача будуть досліджені бозон Гіґґса і темна енергія.

Згідно з даними CERN та колаборації лінійного колайдера нарешті завершена підготовка до будівництва нового Міжнародного лінійного колайдера (МЛК). Спочатку новий МЛК допоможе вченим, що працюють з Великим адронним колайдером (ВАК), ідентифікувати та охарактеризувати бозон Гіґґса, а у майбутньому з його допомогою можна буде досліджувати й інші області, такі як суперсиметрію, темну матерію і енергію, теорію струн і приховані виміри, що значно розширить наші знання про Всесвіт.

Загальноприйнятим методом вивчення фізики елементарних частинок є зіштовхування один з одним протонів або електронів і спостереження за їх подальшою поведінкою. При цьому спочатку необхідно розігнати частинки до швидкості, близької до швидкості світла, а для цього можна використовувати синхротронний (циклічний) або лінійний прискорювач. Усі найбільші прискорювачі у світі, включаючи ВАК і «Теватрон», є циклічними - саме тому Міжнародний лінійний колайдер є таким цікавим для наукової спільноти.

У порівнянні з циклічними прискорювачами, які зіштовхують великі частинки, такі як протони, лінійні прискорювачі набагато більш точні, а значить, здатні працювати зі значно меншими за розмірами частинками, такими як електрони і позитрони. Енергія зіткнення частинок у лінійних прискорювачах істотно нижча (її максимальний показник у МЛК складе приблизно 1 ТеВ, а у ВАК він може досягти 13 ТеВ), однак завдяки високій точності і роботі з меншими за розмірами частинками існує безпрецедентно мала ймовірність помилки при проведенні наукового експерименту.

На сайті МЛК вказана початкова енергія зіткнення частинок - 500 ГеВ - показник, що ідеально підходить для вивчення нещодавно відкритого вченими проекту ВАК бозону Гіґґса. У першу чергу вчені збираються перевірити, чи є дана частинка саме бозоном Гіґґса, як це постулюється у рамках Стандартної моделі фізики елементарних частинок.

Масштаби міжнародного лінійного колайдера у порівнянні з футбольним стадіоном

При роботі МЛК, щоб створити електрони, наносекундний лазер вражає фотокатод з арсеніду галію. Отримані таким чином електрони прискорюються за допомогою надпровідного лінійного прискорювача - лінійного прискорювача частинок. У свою чергу, для створення позитронів пучок електронів проводять крізь спіральний ондулятор, щоб отримати фотони, які згодом спрямовуються до мішені з титанового сплаву, утворюючи таким чином електронно-позитронні пари. Нарешті, електрони і останні фотони прибирають, залишаючи чистий потік позитронів. Ці позитрони стикаються з пучком електронів, і їх подальша поведінка фіксується двома надчутливими детекторами - SiD і ILD.

SiD

ILD

У майбутньому, після того як за допомогою МЛК буде повністю досліджено бозон Гіґґса, колайдер ідеально підійде для вивчення передових рубежів фізики.

Суперсиметрія, темна матерія і енергія, теорія струн - усе це, за прогнозами фізиків, у межах досяжності електрон-позитронних зіткнень МЛК.

Наступним етапом має стати визначення місця розташування майбутнього МЛК. Європа (CERN), Америка (Fermilab) і Японія мають всі можливості для побудови колайдера, але найбільш вірогідним варіантом на сьогоднішній день вважається будівництво МЛК у Японії. Будівництво має розпочатись у 2015 році і закінчитися приблизно не раніше 2026. Загальна вартість будівництва оцінюється у 10-25 мільярдів доларів.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: km.ru