Самый мощный в мире ускоритель частиц приостановлен на четырехлетнюю модернизацию, стоимость которой составляет 1,5 миллиарда долларов. Рассмотрим, как обновление до HL-LHC поспособствует поиску темной материи и изучению бозона Хиггса, а также какую роль в этом проекте играет искусственный интеллект.
В понедельник, 29 июня, самый мощный в мире ускоритель частиц — Большой адронный коллайдер (БАК) — будет остановлен для проведения четырехлетней модернизации. Цель этого грандиозного проекта стоимостью 1,5 миллиарда долларов заключается в значительном увеличении «светимости» установки и её возможностей для раскрытия величайших тайн Вселенной, включая природу темной материи.
Находящийся в центре европейской лаборатории ЦЕРН под Женевой, 27-километровый туннель БАК известен тем, что смог подтвердить существование бозона Хиггса, известного как «частица Бога». Тем не менее ученые подчеркивают, что впереди еще множество открытий. После завершения модернизации, которая запланирована 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.
Задача состоит в том, чтобы повысить количество столкновений частиц в 10 раз. Для этого инженеры полностью заменят компоненты на участке длиной более километра и установят новые сверхпроводящие магниты, способные более эффективно концентрировать пучки протонов. Это позволит увеличить частоту столкновений с 60 до 140 событий за проход, а общий объем собранных данных возрастет в 100 раз.
Масштаб предстоящих изменений требует новых методов обработки информации. Ожидается, что обновленный коллайдер будет генерировать миллиарды столкновений каждую секунду. Хранить такой объем данных физически невозможно, поэтому выборку придется осуществлять мгновенно. Эту задачу возложат на системы искусственного интеллекта, которые будут отбирать наиболее перспективные события в реальном времени. «Искусственный интеллект не заменяет физиков. Это мощный инструмент, который помогает нам более эффективно использовать данные», — объясняет 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 относится к невидимой темной материи (27%) и темной энергии (68%).
Модернизация также позволит глубже понять, как функционирует сам бозон Хиггса. За время своей работы HL-LHC должен произвести около 380 миллионов таких частиц (по сравнению с 55 миллионами у текущей версии). Главная надежда ученых — впервые зафиксировать одновременное появление двух бозонов Хиггса, что может дать подсказки о том, как развивалась Вселенная вскоре после Большого взрыва.
Фото: hi-tech.mail.ru