В Европейской организации ядерных исследований сообщили о проведении процесса охлаждения Большого адронного коллайдера. Совместная команда швейцарских и французских ученых намерена сделать 27-километровый тоннель на франко-швейцарской границе самым холодным местом не только на Земле, но и во всей Вселенной. По словам ученых, такая температура будет необходима для проведения ядерных опытов.
На финальной стадии охлаждения коллайдер будет охлажден до температуры 1,9 градусов по шкале Кельвина или минус 271 градуса по Цельсию. Данная температура практически равна температуре замерзания водорода и заморозить какой-либо объект ниже этого значения невозможно физически.
В институте CERN рассказывают, что около тысячи магнитов, установленных в самом коллайдере и в кольцевом туннеле будут поддерживаться в холодном состоянии при помощи жидких гелия и водорода.
Как только все конструкции коллайдера будут охлаждены, ученые при помощи магнитов запустят в разных направлиениях два пучка электронов, которые будут разгоняться сильным магнитным полем до скорости, близкой к скорости света. Частицы будут набирать скорость и двигаться навстречу друг другу. В итоге на определенной точке электроны начнут врезаться друг в друга и будет создано нечто вроде настоящего Большого взрыва, только в миниатюре.
Сразу же после столкновения физики будут наблюдать за электронами и, как ожидается, в месте столкновения электронов должны возникнуть новые субатомные частицы, так называемые бозоны Хиггса. Условия, при которых возникают эти бозоны в точности соответствуют состоянию нашей Вселенной в первые триллионные доли секунды ее существования.
Сейчас 6 из 8 секторов коллайдера практически достигли абсолютного температурного нуля и на разных участках температура колеблется от 1,9 до 4,5 градусов Кельвина. Ученые говорят, что на сегодня известно, что самое холодное из известных мест во Вселенной имеет температуру 2,7 градусов Кельвина (минус 270 градусов по Цельсию).
Для того, чтобы проводить физические опыты, связанные с поиском бозона Хиггса, все магниты требуется охладить и поддерживать их температуру на минимально возможном уровне. Это необходимо для того, чтобы движение молекул вещества в них замедлилось, а сами магниты обрели такое свойство, как сверхпроводимость. При этих условиях магниты не будут обладать каким-либо сопротивлением.
«При достижении температуры в 2,2 градусов по Кельвину гелий обретает такое свойство, как сверхтекучесть. Это позволяет ему очень быстро проводить тепло, что делает его чрезвычайно эффективным охлаждающим средством», — говорят в CERN.
Координаторы проекта говорят, что пока ни один из опытов на практике не проводился с такими низкими температурами, поэтому многие вещи пока утверждаются лишь теоретически.
Когда до нужных температур будут охлаждены два оставшихся сегмента коллайдера, а на это может потребоваться около 2 недель, то специалисты начнут тестировать коллайдер, отправляя тестовые пучки электронов по всей длине цепи. Кроме этого, еще предстоит протестировать и сами магниты — в каждой цепи находятся по 154 магнита, которые должны работать как единый механизм, а общее количество цепей достигает 200.
На завершение всех подготовительных процедур ученые намерены потратить около месяца — 2 недели на охлаждение и 2 недели на электрическое тестирование. Когда же коллайдер будет введен в строй, он будет работать с мощностью до 5 триллионов электрон-вольт, затем на зиму он будет выключен, а в 2009 году мощность достигнет 7 триллионов электрон-вольт.