science >> Wetenschap >  >> Fysica

Voorbereidingen voor een nieuw seizoen natuurkunde bij de Large Hadron Collider

Een van de eerste proton-protonbotsingen die door het ALICE-experiment in 2017 werd gezien, op 13 mei, tijdens de inbedrijfstellingsfase van de LHC-balk. ALICE gebruikte deze eerste botsingen om zijn uitrusting af te stemmen en zich voor te bereiden op het nieuwe natuurkundeseizoen van LHC. Krediet:CERN

Vorige week, de detectoren van de Large Hadron Collider (LHC) waren getuige van hun eerste botsingen van 2017. Deze testbotsingen waren niet voor natuurkundig onderzoek, in plaats daarvan werden ze geproduceerd als onderdeel van het herstarten van de LHC. Maar heb geduld, het verzamelen van gegevens voor natuurkunde begint over een paar dagen.

Sinds de deeltjes weer in de grote ring begonnen te circuleren, De operators van de LHC hebben 24 uur per dag getest en aangepast om van de LHC een echte botsingsfabriek te maken. Hun werk bestaat uit het vormen van treinen van trossen, bouw ze de komende weken op tot enkele honderden en dan enkele duizenden bossen per balk.

Om deze productielijn van deeltjes tot stand te brengen, alle systemen van het gaspedaal moeten perfect zijn afgesteld. De LHC is een uiterst complexe machine met duizenden subsystemen en het duurt weken om ze allemaal aan te passen.

De eerste deeltjes circuleerden op 29 april 2017 en, snel na, de operators begonnen aan hun lange lijst met aanpassingen. Ze testten het radiofrequentiesysteem, die de deeltjes versnelt. Ze brachten de straalenergie op zijn bedrijfswaarde van 6,5 TeV. Ze testten het beam dump systeem, die de deeltjes indien nodig in een blok grafiet werpt. Ze hebben alle collimators getest en uitgelijnd - kaakachtige apparaten die zich rond de straal sluiten om verdwaalde deeltjes te absorberen. Ze voerden protonenbundelhelling en knijpcycli uit. Eindelijk, ze voerden fijnafstellingen uit van de honderden correctormagneten, het aanpassen van de baan van de straal tot een precisie van één micron op de botsingspunten.

Deze afbeelding toont een straalplons, zoals waargenomen door het ATLAS-experiment op 29 april, de dag van de herstart van de LHC. De bundelspatten worden gegenereerd door bundels te richten op de collimators in de buurt van de experimenten, in dit geval 140 meter van het ATLAS-interactiepunt. Zodra de LHC weer in bedrijf is, de experimenten gebruiken de bundelspatten om hun subdetectoren te synchroniseren met de klok van het gaspedaal. Krediet:CERN

Afgelopen woensdag, ze begonnen tegen de bundels te botsen om de interactiepunten in het hart van de experimenten te kunnen aanpassen. Deze stap wordt uitgevoerd met zogenaamde "pilot"-balken, met minder dan tien trossen en minder protonen dan tijdens de physics-runs. Door deze eerste botsingen kunnen de experimenten hun detectoren ook aanpassen.

De komende dagen, de operators blijven de apparatuur aanpassen en uitlijnen. Zodra al deze stappen zijn voltooid, ze kunnen "stabiele balken" aankondigen, het langverwachte signaal voor de start van het nieuwe data-innameseizoen voor de experimenten.

Een straal plons, zoals waargenomen door het CMS-experiment op 29 april. In tegenstelling tot proton-protonbotsingen waarbij de deeltjes uit het centrum van de detector komen, bij spatten gaan deeltjes horizontaal door de detector, van de ene kant naar de andere. Krediet:CERN