Большой адронный коллайдер (БАК) приготовили к новому сеансу работы Run3, при котором энергия столкновений пучков частиц достигнет рекордного уровня в 13,6 триллиона электронвольт (ТэВ). В таком режиме он начнет работать круглосуточно, начиная с 5 июля 2022 года, в течение почти четырех лет. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.
Сеанс Run3 продлится три года, в течение которого физики будут наращивать светимость коллайдера — ключевую характеристику ускорителя, показывающую, как часто происходят столкновения частиц из встречных пучков. По словам Майка Ламонта (Mike Lamont), руководителя ЦЕРН по ускорительным технологиям, для экспериментов ATLAS и CMS будет обеспечено 1,6 миллиарда протон-протонных столкновений в секунду, для чего протонные пучки в точках столкновения сфокусируют до менее чем 10 микрон. Ожидается, что интегральная светимость (за все время сеанса) достигнет 300 обратных фемтобарн.
Высокая светимость позволяет выявить редкие физические процессы, которые имеют малое сечение — то есть, чтобы они произошли, частицы должны попасть в малую поперечную площадь, чтобы взаимодействовать друг с другом. Сечение выражается в барнах, например, рождение бозона Хиггса составляет несколько десятков пикобарн (один пикобарн равен 10 в -12-й степени барн). Таким образом, при интегральной светимости 300 обратных фемтобарн очень редкий процесс с сечением один фемтобарн (10 в -15-й степени барн) за три года сеанса Run3 произойдет 300 раз.
Ожидается, что высокая светимость и проектная энергия столкновений почти в 14 ТэВ может позволить ученым экспериментально подтвердить существование Новой физики — отклонений от Стандартной модели, описывающей свойства всех известных частиц. В 2021 году на БАК было впервые выявлено отклонение от предсказаний Стандартной модели, свидетельствующее в пользу существования пятого фундаментального взаимодействия, однако набранной статистики пока не достаточно, чтобы однозначно утверждать об открытии.
