Большой адронный коллайдер (БАК или Large Hadron Collider - LHC) — крупнейший и самый мощный в мире ускоритель частиц, расположенный в ЦЕРНе недалеко от Женевы, Швейцария. Он представляет собой подземное кольцо длиной 27 километров, в котором сталкиваются пучки частиц (протонов или ионов) со скоростью, близкой к скорости света, для изучения фундаментальных физических явлений, таких как бозон Хиггса.

Основные факты о БАК/LHC: Он ускоряет частицы, часто протоны, до скорости, близкой к скорости света, для создания высокоэнергетических столкновений, имитируя условия сразу после Большого взрыва, чтобы изучать фундаментальные строительные блоки материи. Ключевые детекторы, расположенные вокруг кольца, включают ATLAS, CMS, ALICE и LHCb. Ключевые открытия: открытие бозона Хиггса в 2012 году. Энергопотребление: работая на высоких энергиях, обычно около 13-14 ТэВ, она требует экстремальных условий, включая температуры ниже, чем в глубоком космосе, для поддержания сверхпроводящих магнитов. В настоящее время установка находится в третьем цикле работы (Run 3), работая с повышенной мощностью и точностью для дальнейшего изучения физики частиц за пределами Стандартной модели.

Какова судьба Вселенной? Почему материи больше, чем антиматерии? Что скрывается за пределами Стандартной модели?

Каждый из этих вопросов требует дальнейшего изучения бозона Хиггса. Физики интенсивно изучают бозон Хиггса с момента его открытия в 2012 году, но многие вопросы остаются без ответа. LHC на следующей стадии, которая начнется примерно в 2030 году, предоставит набор данных из 380 миллионов бозонов Хиггса, выборка более чем в десять раз больше, чем любая из изученных до сих пор.

Изображение бозона Хиггса (в центре), созданное художником в результате столкновения протонов в Большом адронном коллайдере (картинка с сайта ЦЕРН)

Считается, что бозон Хиггса впервые придал массу элементарным частицам в результате общевселенской перестройки фундаментальных сил, которая распространилась по всему космосу за доли секунды после Большого взрыва. Другой подобный сдвиг, впервые описанный физиками Роберто Печчеи и Хелен Куинн, возможно, произошел еще раньше. Если это верно, результатом этой теории станет новая элементарная частица, известная как аксион. Представители экспериментов MADMAX и ALPHA описывают два инновационных новых способа, которые будут использоваться для поиска аксиона в ближайшие десять лет.