Фазы Луны? - Спросите у оператора БАК

Квантовые дневники,

7 июня 2012 года

В прошлый уик-енд мне повезло быть начальником смена аппарата ATLAS. Это было классно по нескольким причинам - быть в центре действия, окруженным целой командой энтузиастов, а также принимать участие в слаженной командной работе. Смена (десять человек на месте и еще десяток - эксперты на телефоне), должны поддерживать правильную работу детектора, разрешая каждую проблему - большую или маленькую так быстро, насколько это возможно.

Данные приходили, детекторы работали хорошо.Через несколько часов у нас был слегка сонный конец смены около 2200. Поэтому, когда мне позвонил коллега, работающий на системе запуска (той системе, которая решает, стоит ли продолжать с этой серией событий), и спросил о повторяющихся всплесках в данных, меня это озадачило.

Я быстро пробежал по залу, спросив у дежурных, в чем дело, но они не смогли мне ответить.

Тогда я занялся графиком, который прошел мимо меня поскольку все шло так гладко.

Две нижние кривые показывают мгновенную яркость, которую дают измерения двумя самыми большими детекторами Большого Адронного Коллайдера (БАК), CMS и ATLAS. Это - мера количества столкновений в секунду в каждом эксперименте, когда сталкиваются потоки протонов, летящие друг навстречу другу в туннеле БАКа. Если посмотреть на них поближе, можно увидеть периодические маленькие падения яркости. Поскольку оба детектора показывают одно и то же, его источником определенно является сам БАК.

Поэтому я позвонил в комнату управления БАКа и спросил, что происходит. "А, эти впадины?" походя ответил дежурный. "Так это потому, что сейчас полнолуние, и мне периодически приходится выправлять орбиты протонных пучков."

Этот эффект известен еще со времен Большого Электрон-Протонногго Коллайдера (БЭПК), предшественника БАКа, чей туннель он использует. 20 лет назад для всех стало большим сюрпризом, что сила притяжения Луны действует на два края туннеля длиной 27 км по-разному. Этой очень малой разницы достаточно, чтобы создать в туннеле искажения, и поскольку БАК - очень чувствительный аппарат, он может обнаруживать такие искажения. Естесственно, самые большие искажения происходят в полнолуние. 

Для меня было сюрпризом стать свидетелем этого динамического эффекта. Поскольку Луна движется по небу, ее влияние на БАК постоянно меняется, что приводит к необходимости все время корректировать орбиты протонных пучков в ускорителе, чтобы подстраиваться под деформации туннеля. 

На туннель влияет не только Луна. Еще на БЭПК заметили, что в определенные часы во время дня идут какие-то помехи. Понять, какие именно, помогла забастовка на местной железной дороге. Оказывается, все дело было в скоростном поезде Женева-Париж, который выпускал большое количество электричества в землю.

Кроме этого, БАК еще чувствует гидродинамическое давление со стороны близкого Женевского озера, которое также слегка деформирует туннель.