LHC выполнил задачу-минимум на 2011 год

Рост накопленной светимости в 2011 году. Синим цветом показана статистика, набранная детектором CMS (практически те же значения — у детектора ATLAS); желтым — статистика, набранная детектором LHCb. Детектор ALICE работает в режиме низкой светимости и не показан на этом графике. Изображение с сайта LHC Performance and Statistics

В начале 2010 года перед руководством ЦЕРНа стояла непростая задача — выбрать такую стратегию, которая совмещала бы безопасность работы с быстрой научной отдачей. Безопасный ввод коллайдера в строй требовал медленного поэтапного роста интенсивности пучков в коллайдере. С другой стороны, коллаборации, работающие на детекторах, хотели как можно быстрее получить большие объемы данных. В результате обсуждений перед физиками-ускорительщиками была поставлена задача-минимум на 2010–2011 годы: набрать полную светимость 1 обратный фемтобарн (1 fb^–1 = 1000 pb^–1).

В первые месяцы работы светимость коллайдера была очень невысокой. К началу июня 2010 года в каждом из двух основных детекторов ATLAS и CMS было накоплено лишь 0,02 pb^–1. Два месяца спустя светимость достигла уже 3,5 pb^–1, а к концу 2010 года было накоплено 35 pb^–1, то есть три с половиной процента от намеченного плана. Однако в 2011 году интенсивность пучков росла ударными темпами, превышающими первоначальные консервативные ожидания. В результате 14 июня светимость, набранная ATLAS и CMS за 2010–2011 годы, превысила 1 fb^–1. Таким образом, задача-минимум на 2010–2011 годы, поставленная перед коллайдером, была достигнута.

Техники, разумеется, не собираются на этом останавливаться, а планируют повышать скорость набора светимости и дальше. Если всё пойдет по плану, можно ожидать темпы роста светимости порядка 0,5–1 fb^–1 в месяц (!). К концу октября 2011 года, когда закончится работа с протонными пучками, ожидается полная интегральная светимость порядка 5 fb^–1. Пять обратных фемтобарн позволят физикам начать «видеть» хиггсовский бозон, в каком бы диапазоне масс он ни находился.

Для того чтобы не создавалось неправильного впечатления («Задача-минимум выполнена, а где же результаты?!»), напомним, что исследовательским группам, анализирующим накопленную статистику, требуется несколько месяцев, чтобы начать выдавать научные результаты. Как мы недавно писали, многие новые результаты, представляемые сейчас на конференциях, были получены еще на статистике 2010 года или первых недель этого года. Первый обратный фемтобарн будет обработан не раньше, чем осенью; данные на основе нескольких обратных фемтобарн появятся зимой.

Можно с уверенностью утверждать, что осень 2011-го — зима 2012 года станет самым жарким сезоном в физике элементарных частиц за последние десятилетия.