Большо́й адро́нный колла́йдер (БАК; Large Hadron Collider, LHC) — ускоритель для разгона протонов и тяжелых ионов; создан в исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, CERN). Периметр ускорителя составляет около 27 километров. Коллайдер предназначен для ускорения встречных пучков элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии — адронов.
Идея создания Большого адронного коллайдера появилась в 1984 году и была официально одобрена десятью годами позже. Строительство ускорителя началось в 2001 году, после окончания работ в CERN над Большим электрон-позитронным коллайдером (Large Electron-Positron Collider, LEP). В Большом адронном коллайдере предполагается сталкивать протоны с суммарной энергией 14 ТэВ (14 тераэлектронвольт или 141012 электронвольт), а также ядра свинца с энергией 5, 5 ГэВ на каждую пару сталкивающихся нуклонов.
Большой адронный коллайдер создан в туннеле, который прежде занимал LEP. Туннель с длиной окружности 26, 7 км проложен на глубине около ста метров под землей на территории Франции и Швейцарии. Для удержания и коррекции протонных пучков используются 1624 сверхпроводящих магнита, общая длина которых превышает 22 км. Их монтаж был окончен в ноябре 2006 года. Рабочая температура магнитов — 1, 9 K (-271 °C). При такой температуре магниты становятся сверхпроводящими и могут держать сверхсильное магнитное поле. Для охлаждения магнитов создана специальная криогенная линия на жидком гелии. Пуск коллайдера состоялся осенью 2008 года, однако сразу же начались ремонтные работы и реально научные эксперименты начались осенью 2009 года. Большой адронный коллайдер стал самым высокоэнергичным ускорителем элементарных частиц в мире, почти на порядок превосходя по энергии своих ближайших конкурентов — протон-антипротонный коллайдер Tevatron Национальной ускорительной лаборатории (США) и релятивистский коллайдер тяжелых ионов RHIC Брукхейвенской лаборатории (США). В создании БАК принимали участие ученые из многих стран мира, в том числе и из России.
Для фиксации результатов исследований предназначены четыре детектора: ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb (The Large Hadron Collider beauty experiment) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Установки ATLAS и CMS предназначены для поиска Бозона Хиггса. Детектор LHCb оптимизирован под исследования физики b-кварков, а детектор ALICE для поиска кварк-глюонной плазмы или кварк-глюонной жидкости в столкновениях ионов свинца. Большой адронный коллайдер рассчитан на потребление около 700 ГВт электроэнергии в год.
Большой адронный коллайдер предназначен для экспериментальной проверки ряда научных идей, связанных с общей теорией относительности и стандартной моделью фундаментальных взаимодействий. БАК позволит изучить свойства топ-кварков, кварк-глюонной плазмы, провести эксперименты по фотон-фотонным и фотон-адронным столкновениям, доказать или опровергнуть существование бозона Хиггса и суперсимметрии, проверить так называемые экзотические теории, выдвинутые физиками в конце 20 века, а также исследовать свойства W-бозонов и Z-бозонов, ядерных взаимодействия при сверхвысоких энергиях, процессы рождения и распада тяжелых кварков.
Большой адронный коллайдер создан в туннеле, который прежде занимал LEP. Туннель с длиной окружности 26, 7 км проложен на глубине около ста метров под землей на территории Франции и Швейцарии. Для удержания и коррекции протонных пучков используются 1624 сверхпроводящих магнита, общая длина которых превышает 22 км. Их монтаж был окончен в ноябре 2006 года. Рабочая температура магнитов — 1, 9 K (-271 °C). При такой температуре магниты становятся сверхпроводящими и могут держать сверхсильное магнитное поле. Для охлаждения магнитов создана специальная криогенная линия на жидком гелии. Пуск коллайдера состоялся осенью 2008 года, однако сразу же начались ремонтные работы и реально научные эксперименты начались осенью 2009 года. Большой адронный коллайдер стал самым высокоэнергичным ускорителем элементарных частиц в мире, почти на порядок превосходя по энергии своих ближайших конкурентов — протон-антипротонный коллайдер Tevatron Национальной ускорительной лаборатории (США) и релятивистский коллайдер тяжелых ионов RHIC Брукхейвенской лаборатории (США). В создании БАК принимали участие ученые из многих стран мира, в том числе и из России.
Для фиксации результатов исследований предназначены четыре детектора: ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb (The Large Hadron Collider beauty experiment) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Установки ATLAS и CMS предназначены для поиска Бозона Хиггса. Детектор LHCb оптимизирован под исследования физики b-кварков, а детектор ALICE для поиска кварк-глюонной плазмы или кварк-глюонной жидкости в столкновениях ионов свинца. Большой адронный коллайдер рассчитан на потребление около 700 ГВт электроэнергии в год.
Большой адронный коллайдер предназначен для экспериментальной проверки ряда научных идей, связанных с общей теорией относительности и стандартной моделью фундаментальных взаимодействий. БАК позволит изучить свойства топ-кварков, кварк-глюонной плазмы, провести эксперименты по фотон-фотонным и фотон-адронным столкновениям, доказать или опровергнуть существование бозона Хиггса и суперсимметрии, проверить так называемые экзотические теории, выдвинутые физиками в конце 20 века, а также исследовать свойства W-бозонов и Z-бозонов, ядерных взаимодействия при сверхвысоких энергиях, процессы рождения и распада тяжелых кварков.