Наукові експерименти на Великому адронному колайдері припинені, тепер його чекають два роки без наукової роботи - вчені та інженери будуть займатися модернізацією і ремонтом прискорювача, щоб збільшити його світність приблизно в два рази і зробити крок до перетворення його у Великий адронний колайдер високої світності (High Luminosity LHC, HL-LHC). Інформація про завершення другого сезону колайдера (Run 2) опублікована на онлайн-моніторі стану установки.
На початку листопада на колайдері проводили експерименти із зіткненнями ядер свинцю, які тривали трохи більше трьох тижнів. У першій половині грудня буде йти тестування електричних систем і магнітів прискорювача, а потім колайдер відключать на два роки, протягом цього часу колайдер пройде модернізацію і буде підготовлений до перетворення в нову версію, в HL-LHC. Підготовка до апгрейду почалася ще в червні, його кінцева мета - дозволити детекторам БАКа швидше набирати статистику, а значить підвищити ймовірність побачити щось нове.
У БАКу стикаються зустрічні пучки протонів, розігнаних до енергії майже 7 тераелектронвольт, результати їх зіткнень фіксують детектори, а вчені аналізують їх, намагаючись знайти відхилення від передбачень теорії - Стандартної моделі. Однак всі процеси у фізиці елементарних частинок - ймовірні, тому, щоб дослідити рідкісні процеси, треба набирати величезну статистику процесів - трильйони розпадів чарівних мезонів або подій народження бозонів Хіггса. Щоб експерименти могли «дотягнутися» до рідкісного процесу потрібно або прискорювати набір статистики, або підвищувати енергію зіткнень.
Проект HL-LHC покликаний прискорити набір статистики розпадів, для цього потрібно збільшити ймовірність зіткнення частинок - а значить збільшити щільність хмари протонів, які розганяються в колайдері. Для цього, наприклад, знадобляться більш потужні магніти. Зараз у прискорювачі використовуються магніти з індукцією 8,3 тесла (приблизно в 250 тисяч разів більше, ніж поле Землі), для оновлення колайдера будуть виготовлені близько 130 нових надпровідних магнітів, поле яких досягне 11,5 тесла. Модифікація торкнеться і системи електроживлення, будуть побудовані нові порожнини і технологічні тунелі, щоб полегшити обслуговування БАК і збільшити робочий час прискорювача, буде встановлено нове кріогенне обладнання та системи вентиляції. У сумі роботи торкнуться понад 1,2 кілометра прискорювача з 27 кілометрів кільця.
Коллайдер буде відключений до 2021 року, потім БАК пропрацює три роки з подвоєною світністю, а потім буде знову зупинений на 2,5 року, після якого установка і перетвориться на HL-LHC зі світністю в 6-7 разів вище проектної. Як очікується, під час сезону 2026-2036 року HL-LHC набере вдесятеро більше даних, ніж за час роботи БАК.
Детальніше про те, які інженерні системи обслуговують роботу БАК і про те, наскільки складно їх технічне обслуговування, можна прочитати в нашому матеріалі «Великий ремонт великої машини».