На второй неделе декабря Большой адронный коллайдер заканчивает свой первый "рабочий год" и прекращает работу на новогодние каникулы. Директор ЦЕРНа Рольф Хойер и глава эксперимента CMS Гвидо Тонелли ответили на вопросы РИА Новости об итогах этого года и ожиданиях на следующий.
- Какие научные результаты, полученные при помощи Большого адронного колладера, были в этом году самыми важными с вашей точки зрения?
Рольф Хойер:
- Тот факт, что эксперименты БАКа так быстро переоткрыли Стандартную модель физики элементарных частиц - само по себе большое достижение. Это был жизненно важный первый шаг, необходимый именно сейчас, прежде чем мы сможем исследовать новую физику, и он заложил хорошую основу для следующего года.
Гвидо Тонелли:
- Мы быстро переоткрыли весь набор частиц Стандартной модели - от легчайших резонансов до массивных топ-кварков. Измеряя свойства W- и Z-бозонов, а также топ-кварков на энергии 7 тераэлектронвольт, мы закончили первоначальную калибровку наших детекторов, и начинаем исследовать новую территорию.
- Назовите наиболее важные достижения вашей коллаборации и ЦЕРНа в целом?
Р.Х.:
- Сложно выделить что-то одно. Все наши ускорители, не только БАК, работали прекрасно весь год, обеспечивая качественные пучки частиц для всех наших экспериментов. Эксперименты давали великолепную физику. Но для меня, возможно, самым значимым шагом в долгосрочном развитии стало решение Совета ЦЕРНа открыть возможность членства в ЦЕРНе для стран за пределами Европы - и в то же время дать право ЦЕРНу участвовать в проектах за пределами Европы.
Г.Т.:
- Непосредственно наблюдались новые явления, такие как "эффект хребта" (ridge effect) в столкновениях протонов, появление Z-бозонов и свидетельства гашения струй в столкновениях ядер свинца.
В опубликованных статьях устанавливаются новые ограничения на кварковую композитность (quark compositeness - термин теории, предполагающей, что кварки не являются истинно элементарными частицами, а состоят из других частиц, преонов), а также на массу новых частиц, таких как резонансы, лепто-кварки, тяжелые стабильные заряженные частицы (heavy stable charged particle - HSCP).
- Что произошло в этом году с самим ускорителем, например, как изменилась его светимость?
Р.Х.:
- Тот факт, что мы смогли перекрыть наши цели по светимости и в экспериментах с протонами и с ионами, - величайшее достижение команды БАКа.
Г.Т.:
- Это достижение пиковой светимости более 2 на 10 в 32-й степени частиц на квадратный сантиметр за секунду, которой первоначально предполагалось достичь в 2011 году. Кроме того, это то, что мы показали высокую стабильность работы с превосходной доступностью машины для физиков.
- Какими были ваши ожидания в начале 2010 года? Какие планы удалось выполнить?
Р.Х.:
- Моим главным желанием было, чтобы БАК прошел через стартовую фазу и начал устойчиво работать, и мы этого достигли.
Г.Т.:
- Они были значительно скромнее по сравнению с тем, что было достигнуто. Мы полагали, что этот первый год уйдет на то, чтобы научиться "понимать" детекторы и свойства событий, которые возникают на новом энергетическом режиме.
Все планы были выполнены, и значительно больше результатов было получено по сравнению с тем, что ожидалось по первоначальным прогнозам. Все было сделано значительно быстрее. Все главные цели, которые были рассчитаны на год, были достигнуты уже к концу августа.
- Каковы ваши ожидания на следующий год?
Р.Х.:
- В 2010 году нашей главной целью было довести машину до точки, начиная с которой она могла надежно давать хорошую светимость для экспериментов. Мы достигли этого. Это означает, что мы находимся в благоприятном положении, чтобы собирать данные, необходимые, чтобы получать новую физику в 2011 году.
Г.Т.:
- Учитывая превосходную производительность БАКа в 2010 году, мы думаем, что 2011 год может быть фантастическим годом. Все параметры установки, видимо, будут лучше, чем первоначально предполагалось, и в некоторых случаях даже выше проектных значений. Мы ожидаем, что БАК будет работать при более высокой энергии с пиковой светимостью, превосходящей 10 в 33-й степени частиц на квадратный сантиметр за секунду. Если это значение будет достигнуто, мы можем получить интегральную накопленную светимость, далеко превосходящую официально поставленную цель в 1 обратный фемтобарн.
- Какие научные результаты вы рассчитываете получить?
Р.Х.:
- Вы должны задать этот вопрос матери-природе, но если она будет достаточно добра, то при текущей энергии мы увидим кандидаты в частицы темной материи.
Г.Т.:
- Если природа будет добра к нам, мы можем открыть суперсимметричные частицы и некоторые новые массивные частицы, предсказанные теорией, подразумевающей существование дополнительных измерений.
- Есть ли шансы увидеть следы бозона Хиггса в следующем году?
Р.Х.:
- Если мы соберем достаточно данных, мы можем увидеть признаки того, что бозон Хиггса существует, еще до конца года.
Г.Т.:
- Да, хотя все зависит от природы, но, если БАК достигнет интегральной светимости от 5 до 10 обратных фемтобарн на детектор, шансы обнаружить бозон Хиггса во всех возможных закоулках, где он может прятаться, очень высоки.
- Может ли Теватрон обогнать вас в "гонке за Хиггсом"?
Р.Х.:
- Теватрон работает фантастически хорошо и имеет вполне реальные шансы увидеть Хиггса. Однако Теватрон "закрывает" только небольшое "окно" в диапазоне возможных масс Хиггса. Теватрон также нуждается в продлении срока работы за пределы 2011 года, чтобы сделать открытие - как и в нашем случае, это вопрос сбора достаточного объема данных.
Г.Т.:
- В принципе есть, но шансы очень, очень малы.
