Источник: Тезисы докладов межвузовской студенческой конференции "История и современность физики" (ИСоФ-2009),
Большой адронный коллайдер (англ. Large Hadron Collider, LHC; русск. сокр. – БАК) – это типичный (хотя и самый мощный в истории человечества) ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжелых ионов свинца и изучения продуктов их соударений.
Отличительная черта коллайдера заключается в том, что два пучка частиц летят навстречу друг другу и при столкновении энергии пучков складываются. В обычных же ускорителях пучок ударяет по неподвижной мишени, и энергия такого соударения гораздо меньше. Огромные энергии необходимы физикам для попытки деления кварков, из которых состоят протоны, на более мелкие частицы (на сегодняшний день считается, что кварки – предел деления материи). По существу БАК – это устройство, с помощью которого физики будут пытаться разглядеть, из чего и как сделана материя, получая сведения об ее устройстве на новом, еще более микроскопическом уровне.
В основе работы коллайдера заложено взаимодействие заряженных частиц с электрическим и магнитным полями. Скорость частиц в БАК близка к скорости света в вакууме. Разгон до таких больших скоростей достигается в несколько этапов. Частицы ускоряются и летят внутри двух круговых замкнутых труб, проложенных под землей в туннеле: в одной трубе частицы летят по часовой стрелке, а в другой – против часовой стрелки. В четырех местах пучки из двух труб ускорителя пересекаются, и в этих местах происходит столкновение протонов. Для регистрации процессов, происходящих во время столкновения, сконструированы шесть детекторов – ALICE, ATLAS, CMS, LHCb, TOTEM и LHCf.
Два этапа предварительных испытаний работоспособности БАК были успешно проведены 11 и 24 августа 2008 года. Официальный запуск коллайдера был произведен 10 сентября 2008 года, однако два дня спустя во время тестирования магнитной системы из-за проблем с трансформатором был отключен главный компрессор криогенной системы, охлаждавшей два из восьми секторов 27-километрового кольца ускорителя. После замены трансформатора во время очередного запуска произошла серьезная авария – пробой изоляции гелиевой системы охлаждения, что привело к выбросу около 6 тонн жидкого гелия в туннель. По словам ученых, несмотря на то, что авария привела к выходу коллайдера из строя более чем на год, БАК будет восстановлен и начнет свое функционирование. Перезапуск самого мощного ускорителя планируется на ноябрь 2009 года.