Чому ЦЕРН запинив колайдер?
У понеділок, 29 червня, науковці офіційно припинили роботу Великого адронного колайдера. Ця зупинка триватиме чотири роки та стане початком масштабної модернізації, яка перетворить гігантську машину на ще потужніший пристрій під назвою HL-LHC (High Luminosity LHC) – колайдер високої світності. Головна мета інженерів полягає у тому, щоб у десять разів збільшити кількість зіткнень частинок, що відкриє шлях до раніше недоступних даних про мікросвіт, пише видання Phys.org.
Дивіться також Науковий журнал без жодних пояснень відкликав статті одного з провідних учених в історії світу
Великий адронний колайдер – це величезний кільцевий тунель довжиною 27 кілометрів, розташований на глибині близько 100 метрів. За допомогою надпровідних магнітів фізики розганяють протони до неймовірних швидкостей і зіштовхують їх, імітуючи умови, що існували відразу після Великого вибуху. Попри попередні успіхи, зокрема відкриття бозона Хіггса у 2012 році, нинішні потужності апарата вже не дозволяють фіксувати надрідкісні події з необхідною точністю.
Це дуже важливий момент. З понеділка ми входимо в нову фазу,
– прокоментував керівник проєкту HL-LHC Маркус Церлаут.
Технічне переозброєння та роль штучного інтелекту
Модернізація вимагатиме значних фінансових та інтелектуальних ресурсів. Загальну вартість робіт оцінюють у 1,2 мільярда швейцарських франків (приблизно 1,5 мільярда доларів). Ці витрати покривають країни – члени ЦЕРН, а також Японія, Канада, Китай та США, які надають обладнання. Інженери планують повністю замінити компоненти на ділянці довжиною 1,2 кілометра. Нові надпровідні магніти зможуть сильніше фокусувати пучки частинок, що різко підвищить інтенсивність зіткнень.
Після перезапуску, який планують на червень 2030 року, кількість зіткнень підскочить до кількох мільярдів на секунду. Такий обсяг інформації фізично неможливо зберегти у повному обсязі. Саме тому науковці довірять обробку даних системам штучного інтелекту. Алгоритми в реальному часі аналізуватимуть потік подій і відбиратимуть лише найцікавіші для науки випадки.
Фізики наголошують, що штучний інтелект не замінить дослідників, а стане потужним інструментом, який дозволить ефективніше використовувати отримані гігабайти інформації.
Полювання на темну матерію та "частинку Бога"
Оновлений колайдер працюватиме щонайменше десять років. За цей час дослідники сподіваються отримати у 100 разів більше даних, ніж за всі попередні роки роботи ВАК. Особливу увагу фахівці приділять бозону Хіггса, який також називають "частинкою Бога". Якщо з 2008 року науковці зафіксували близько 55 мільйонів таких частинок, то HL-LHC зможе виробити 380 мільйонів бозонів за весь період своєї експлуатації. Фізики мріють побачити одночасне народження двох бозонів Хіггса та їхню взаємодію, що допоможе зрозуміти еволюцію Всесвіту на ранніх етапах.
Це справді можливість дослідити Всесвіт так, як ми не робили цього раніше,
– заявив генеральний директор ЦЕРН Марк Томсон.
Проте найамбітнішим завданням залишається пошук темної матерії. Сучасна наука вважає, що звичайна матерія, з якої складаються зірки та планети, становить лише 5 відсотків Всесвіту. Решта 95 відсотків припадають на загадкову темну матерію (27 відсотків) та темну енергію (68 відсотків). Ці компоненти невидимі, і досі їх ніхто не спостерігав безпосередньо. Потужніший колайдер може стати саме тим ключем, який нарешті відкриє двері до розуміння цієї невидимої частини космосу.
Практична користь для людства
Попри те, що основною місією ЦЕРН є фундаментальні дослідження, розроблені тут технології часто знаходять застосування у повсякденному житті. Раніше інструменти, створені для фізики частинок, уже адаптували для медичної діагностики, створення нових сенсорів та навіть для реставрації творів мистецтва. Модернізація до рівня HL-LHC обіцяє не лише наукові прориви, а й нові технологічні рішення, які згодом можуть змінити медицину та промисловість.