Самый мощный в мире ускоритель частиц остановлен для четырехлетней модернизации, стоимость которой составляет 1,5 миллиарда долларов. Рассмотрим, как апгрейд до HL-LHC поможет в поиске темной материи и изучении бозона Хиггса, а также зачем в проекте необходим искусственный интеллект.
В понедельник, 29 июня, самый мощный в мире ускоритель частиц — Большой адронный коллайдер (БАК) — будет остановлен для проведения четырехлетней модернизации. Цель этого амбициозного проекта стоимостью 1,5 миллиарда долларов — существенно увеличить «светимость» установки и ее способности в решении величайших загадок Вселенной, включая природу темной материи.
Находящийся в центре европейской лаборатории ЦЕРН под Женевой, 27-километровый туннель БАК наиболее известен тем, что доказал существование бозона Хиггса («частицы Бога»). Однако ученые подчеркивают, что впереди еще множество открытий. После обновления, которое завершится к 2030 году, новый ускоритель будет называться HL-LHC (High-Luminosity LHC).
«С понедельника мы вступаем в новую фазу. У нас по-прежнему много вопросов по физике, на которые нет ответов», — комментирует руководитель проекта Маркус Зерлаут.
Основная цель заключается в увеличении количества столкновений частиц в 10 раз. Для этого инженеры полностью заменят компоненты на участке длиной более километра и установят новые сверхпроводящие магниты, способные сильнее концентрировать пучки протонов. Это позволит повысить частоту столкновений с 60 до 140 событий за проход, а общий объем собранных данных вырастет в 100 раз.
Масштаб предстоящих изменений требует новых подходов к обработке информации. Ожидается, что обновленный коллайдер будет генерировать несколько миллиардов столкновений в секунду. Хранить такой объём данных физически невозможно, поэтому выборку придется делать моментально. Эту задачу возьмут на себя системы искусственного интеллекта, которые будут отбирать самые интересные события в реальном времени. «Искусственный интеллект не заменяет физиков. Это мощный инструмент, который помогает нам более эффективно использовать данные», — поясняет физик Недаа-Александра Асбах.
Основная задача HL-LHC — углубление фундаментальных знаний о мироздании. Ученые надеются обнаружить новые частицы, которые помогут объяснить состав так называемой «темной вселенной». Обычная материя составляет лишь 5% космоса, тогда как остальная часть приходится на невидимую темную материю (27%) и темную энергию (68%).
Модернизация также позволит расширить понимание механизмов работы самого бозона Хиггса. За время своей работы HL-LHC должен произвести около 380 миллионов таких частиц (в отличие от 55 миллионов у текущей версии). Главная надежда ученых — впервые зарегистрировать одновременное появление двух бозонов Хиггса, что может дать подсказки о том, как развивалась Вселенная вскоре после Большого взрыва.
Фото: hi-tech.mail.ru