С 29 июня крупнейший действующий коллайдер элементарных частиц, который находится в подземном тоннеле ЦЕРН на границе Франции и Швейцарии, будет отключён на четыре года для планового обновления.
Бюджет проекта составляет 1,5 миллиарда долларов. Основная цель — подготовить установку к работе в более интенсивном режиме.
Изначально 27-километровое кольцо стало известно благодаря экспериментальному подтверждению существования бозона Хиггса. Однако, как отмечают физики, это только начало.
После завершения работ ускоритель получит имя HL-LHC. Его главной целью станет раскрытие феномена тёмной материи и других аномалий, которые выходят за рамки Стандартной модели.
В рамках апгрейда планируется десятикратное увеличение плотности столкновений протонных пучков. Для этого на участке более 1 километра инженеры демонтируют старые узлы и установят новые сверхпроводящие магниты.
Это позволит сфокусировать пучки сильнее, подняв частоту встреч с 60 до 140 событий за один цикл. Общий объём накопленной информации возрастёт в 100 раз.
Тоннель, который пролегает примерно на стометровой глубине, сохранит свою конфигурацию, но начинка изменится кардинально. Одним из ключевых вызовов станет обработка колоссального потока данных — до нескольких миллиардов столкновений каждую секунду.
Физически сохранить все результаты невозможно, поэтому отбор наиболее ценных эпизодов будет доверен алгоритмам машинного обучения.
Искусственный интеллект станет выполнять роль фильтра, отсеивая рутинные события в реальном времени.
При этом в лаборатории подчёркивают, что нейросети не заменят учёных, а лишь предоставят им более качественный «сырой» материал для анализа.
Главный научный интерес HL-LHC сосредоточен на том, что составляет основу Вселенной.
Обычная материя занимает лишь 5% космического объёма, тогда как на долю тёмной материи приходится 27%, а на тёмную энергию — 68%. Обновлённый коллайдер должен помочь обнаружить частицы, которые могли бы стать ключом к этой «теневой» стороне мироздания.
Новый режим работы также позволит детальнее изучить свойства бозона Хиггса. По расчётам, HL-LHC сгенерирует около 380 миллионов таких частиц, тогда как текущая версия смогла получить лишь 55 миллионов.
Физики надеются впервые зафиксировать рождение сразу двух бозонов Хиггса в одном акте столкновения. Это событие способно пролить свет на процессы, которые происходили во Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва.