Физика на Большом адронном коллайдере (Large Hadron Collider, LHC), страница 5

Необходимо задействовать огромные вычислитель­ные ресурсы для того, чтобы отобрать, сохранить, рас­пределить и проанализировать всю информацию, кото­рая будет поступать с ускорителя (несколько десятков петабайт в год). С этой целью развивается специальный проект (Grid), объединяющий компьютерные центры во всём мире. Он подразделён на несколько уровней ("Tiers" 0, 1, 2), на которых собирают необработанные данные, обрабатывают и реконструируют события (0), распреде­ляют их по экспериментальным группам для физического анализа (1) в соответствии с триггерными условиями, а затем предоставляют для сопоставления с результатами розыгрыша с помощью программ на основе метода Монте-Карло и дальнейшего анализа (2).

Всё это показывает, насколько сложными оказались проблемы, возникшие перед инженерами и физиками ещё до начала работы ускорителя. Это стало особенно ясным в сентябре 2008 г. Первая попытка запуска ускорителя, предпринятая 10 сентября 2008 г., оказалась очень успеш­ной. Были зарегистрированы первые события взаимо­действий протонов. Одно из них, зафиксированное в детекторе CMS, показано на рис. 4. Были даже получены предварительные результаты по распределениям частиц при несколько меньшей энергии. На специалистов боль­шее впечатление произвела прекрасная форма пучков. Устойчивый продольный профиль пучка продемонстри­ровал, что пучки синхронны по времени с системой, которая ответственна за ускоряющие электрические

поля (рис. 5). Таким образом была показана возмож­ность оперировать с ускорителем при энергиях и светимо- стях несколько меньших, чем их номинальные значения.

Однако последующая попытка увеличения энергий и светимости, предпринятая 19 сентября 2008 г., оказа­лась неудачной. Произошёл выброс жидкого гелия в тоннель ускорителя. Согласно журналу CERN Courier "предварительные исследования показывают, что наи­более вероятной причиной проблемы является разруше­ние соединения между двумя магнитами, которое, возможно, расплавилось при сильных токах, что при­вело к разрушению камеры с гелием и выходу газа под высоким давлением в криостат. Затем газ был выпущен в тоннель через аварийные клапаны, специально пред­назначенные для таких целей". Представляется практи­чески невероятным, чтобы на начальном этапе вообще не возникло никаких проблем, поскольку "LHC по­строен на пределе технологических решений с беспреце­дентной сложностью".

Повторный запуск ускорителя планируется в сере­дине 2009 г., после того, как обогреют тоннель и всё в нём восстановят. Конечно, начальные значения энергии и светимости будут ниже запланированных. Однако физики-прагматики не очень разочарованы. Согласно мнению лидера коллаборации ATLAS П. Йенни, "это уже даст нам множество сведений для калибровки и понимания всех частей детектора, а также для подго­товки к получению данных и их анализу. Перед тем, как заявлять о каком-либо открытии, мы должны прежде всего показать, что удаётся воспроизвести обычную физику и что детекторы работают нормально". "Инау­гурация" LHC состоялась в ЦЕРНе 21 октября 2008 г.

В работе над проектом LHC принимают участие физики из 20 стран, входящих в ЦЕРН, и пяти стран (включая Россию), имеющих статус наблюдателей. Рос­сийские институты участвуют в работах на всех этапах: разработка проекта и сооружение ускорителя и детекто­ров, создание линии, соединяющей LHC c ускорителем SPS (Super Proton Synchrotron), поставка материалов и оборудования, радиационные исследования, создание программ управления детекторами, сбор данных и их обработка, разработка программ физических исследова­ний, а также принимают участие во всех эксперимен­тальных коллаборациях и в обсуждении теоретических предсказаний.