Самый большой в мире детектор частиц близится к завершению после строительства его «заглушки» в Ливерпульском университете.
Сборка усовершенствованного оборудования в Университетском центре полупроводниковых детекторов стала результатом совместных усилий физиков, инженеров и техников из университетов Ливерпуля, Глазго, Ланкастера, Манчестера и Шеффилда, а также лабораторий Дарсбери и Резерфорда.
Заглушка является частью полупроводникового трекера (SCT), который находится в основе ATLAS - гигантского детектора частиц размером с пятиэтажный дом. SCT станет частью крупнейшего в мире ускорителя частиц - Большого адронного коллайдера (LHC), базирующегося в CERN, Европейском центре исследований физики элементарных частиц, в Швейцарии.
БАК строится на глубине 100 метров под землей в круглом туннеле длиной 16 миль, проходящем под франко-швейцарской границей. Внутри туннеля два пучка частиц будут ускорены до чрезвычайно высоких энергий и будут сталкиваться друг с другом сорок миллионов раз в секунду, создавая моментальный снимок условий, существовавших на миллиардные доли секунды после «Большого взрыва». ATLAS, кульминация 15-летней работы более чем 150 европейских институтов, направлена на поиск частицы Хиггса, которая является ключом к пониманию происхождения массы.
Доктор Нил Джексон с физического факультета университета объясняет: «Используя БАК, мы стремимся открыть частицу Хиггса и надеемся найти доказательства существования так называемых суперсимметричных частиц, которые, по нашему мнению, могут предложить объяснение «темной материи» во Вселенной. В настоящее время нормальная материя, которую мы можем видеть во Вселенной, составляет всего 5% ее массы. Происхождение недостающей массы неизвестно, но часть ее может объясняться суперсимметричными частицами. Если мы обнаружим эти частицы, то мы на пути к объяснению того, почему Вселенная устроена именно так, как она есть.
"В Ливерпуле мы протестировали 988 детекторных модулей и собрали их в одну из двух торцевых крышек SCT. Модули будут обнаруживать реакции, происходящие, когда ускоритель сталкивается с миллиардами протонов в центре ATLAS. Частицы, образующиеся в результате этих столкновений записываются, когда они проходят через торцевые заглушки. Столкновения будут достаточно сильными, чтобы воссоздать частицы и реакции, которые происходили через доли секунды после Большого Взрыва."
Теория Большого Взрыва является доминирующей научной теорией о происхождении Вселенной. Это предполагает, что Вселенная была создана где-то между 10 и 20 миллиардами лет назад в результате космического взрыва, разбросавшего материю во всех направлениях.
Условия, которые будут воспроизведены на БАК, будут соответствовать примерно 1/10 000 000 000 секунды после «Большого взрыва», когда температура была 1 000 000 000 000 000 градусов. Большие детекторы будут электронно регистрировать движение и положение заряженных частиц, позволяя физикам анализировать реакции, которые их породили.
Заглушка отправится в Швейцарию в конце этого месяца. Д-р Джексон добавил: «Мы должны быть предельно осторожны, чтобы сконструированная нами торцевая крышка не была повреждена по пути в Швейцарию. Мы только что завершили пробный рейс, используя фиктивный груз для изображения торцевой крышки. Акселерометры и положение -чувствительные детекторы были расположены на транспортной раме для наблюдения за машиной, и мы проверили условия вождения с аварийными остановками, спящими полицейскими, уклонами и движением по автомагистралям. Результаты теста были очень обнадеживающими."