30.09.2009 [15:00], Денис Борн
Утечка гелия в сентябре прошлого года, произошедшая в Большом адронном коллайдере (БАК), отсрочила начало научных работ более чем на год. Из официальных заявлений следует, что повторный запуск намечен на середину ноября. Физические лаборатории для проведения экспериментов построены внутри 27-км туннеля в виде кольца, расположенного на границе Франции и Швейцарии неподалёку от Женевы. Разгоняя два пучка частиц до околосветовой скорости и сталкивая их, учёные надеются обнаружить новые частицы среди "остатков" взаимодействия, проникнуть в тайны природы космоса и больше узнать о его зарождении.
Кольцо разделено на восемь отдельных частей, или секторов. Шесть из них уже выведены на близкую к рабочей температуру, равную 1,9° К (-271° С), и инженеры подают питание на магниты в трёх секторах, чтобы подготовиться к инжекции протонов в кольцо ускорителя. Испытания с низкоэнергетическими пучками частиц могут быть проведены в октябре. Тесты затронут лишь некоторые части коллайдера, а не весь комплекс. Если всё пойдёт по плану, первые столкновения произойдут в конце года.
Ускоритель был неработоспособен с 19 сентября 2008 года, когда из-за проблемы, известной как "гашение", в туннель сооружения вылилась тонна жидкого гелия. Проведённое Европейской организацией по ядерным исследованиям (CERN) расследование подтвердило, что причиной инцидента стала неисправность в одном из электрических соединений, или "интерконнектов", связывающих два из 1200 сверхпроводящих магнитов, разгоняющих частицы. Сверхпроводимость – это проявляемое некоторыми материалами свойство при низкой температуре, заключающееся в отсутствии электрического сопротивления и следовательно очень малых потерях энергии. Поломка произошла, когда часть магнита нагрелась и сверхпроводящие характеристики были потеряны. Инженеры модифицировали систему с целью предотвратить подобные случаи. Им пришлось установить сотни новых датчиков вокруг машины.
Среди прочих обновлений, защитная система должна сделать мониторинг соединений магнитов более точным и надёжным. Рассказывает глава группы по вводу БАК в эксплуатацию Жанлуиджи Адруини (Gianluigi Arduini): "Это позволит нам непрерывно отслеживать состояние соединений. Если будут зафиксированы любые аномальные показатели, подача питания на магниты автоматически прекратится, предупреждая возникновение ущерба". Директор CERN по связям с общественностью Джеймс Жиль (James Gillies) сообщил, что внесённые модификации предотвратят подобные случившемуся в 2008 году инциденты: "В прошлом году мы не видели необходимости в таких усовершенствованиях. С предупреждающей системой время простоя снизится до недель; у нас гораздо лучшее положение, чем 12 месяцев назад". CERN потратила около $38 млн на восстановление БАК, включая изменения в защите.
Энергопотребление коллайдера во время старта в конце года будет вдвое меньше расчётного для машины значения. БАК разработан для оперирования энергиями в 7 трлн электронвольт, но в первые месяцы функционирования частицы буду сталкиваться на 3,5 эВ. На пути достижения максимальной энергии стоят два препятствия. Во-первых, инженеры обнаружили от сотен до тысяч неисправных соединений между магнитами. "Это ограничивает безопасный ток", - поясняет Жиль. Однако решено отложить их ремонт. Вместо этого после старта в ноябре поставлена задача найти максимальный безопасный предел выше 5 трлн эВ. Во-вторых, тесты выявили проблемы с количеством самих работоспособных магнитов. Каждый из них подвергается процессу "тренировки", когда инженеры повышают электрический ток до возникновения отказа. После нескольких итераций находится стабильная конфигурация. Магниты прошли эту процедуру перед опусканием в тоннель. Но будучи под землёй, некоторые из них перестали функционировать в проверенном режиме. "Мы не смогли достичь значения тока, необходимого для 7 трлн эВ, с первой попытки", - продолжает учёный. В ноябре инженеры надеются добиться 5 трлн эВ перед планируемым отключением коллайдера в ноябре 2010 года. Позже они попытаются перенастроить магниты и заменить соединения, чтобы подготовить БАК к пуску на 7 трлн эВ.
Материалы по теме:
- БАК запустят всего на половине мощности;
- Большой адронный коллайдер опять сломался;
- IT-байки: закон создания живой материи.
ВКонтакте