Стандартная модель хорошо описывает
сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия частиц. До энергии ~ 1 ТэВ не
обнаружено никаких отклонений от Стандартной модели. Для дальнейшего
углубленного изучения процессов, происходящих при высоких энергиях необходимы
ускорители, имеющие всё более высокие энергии.
Самый крупный в мире коллайдер LHC
(Large Hadron Colllider) построен в ЦЕРН. Ускорение частиц в LHC происходит на
нескольких ускорителях в несколько этапов (рис. 17). Ускорение частиц и тяжелых
ионов начинается в линейных ускорителях, затем частицы попадают в PS-бустер и
PS-протонной синхротрон. В протонном синхротроне энергия протонов достигает 28
ГэВ. На следующем этапе частицы попадают в SPS – протонный суперсинхротрон, в
котором энергии частиц увеличиваются до 450 ГэВ. На последнем этапе сгусток
ускоренных протонов попадает в основное кольцо LHC, в котором энергия частиц
доводится до 7 ТэВ. Длина основного кольца составляет 26,7 км. Два встречных
пучка протонов при полном заполнении кольца могут содержать 2808 сгустков. Для
удержания и фокусировки частиц в туннеле LHC установлено 1624 сверхпроводящих
магнита. На рис. 18 показан участок туннеля, в котором размещены сверхпроводящие
ускоряющие структуры LHC.
Рис. 17.
Схема ускорителя LHC.
Рис. 18.
Участок туннеля, в котором размещены сверхпроводящие ускоряющие структуры LHC.
Сгустки частиц сталкиваются в 4 точках кольца, в которых расположены детекторы
частиц.
