Protonen strijden om ruimte in de Large Hadron Collider. Sinds de start van de natuurkundeloop op 23 mei, de operators van de enorme versneller hebben de intensiteit van de stralen verhoogd, steeds meer protonen injecteren om het aantal botsingen te vergroten.

"Treinen" van protonenbundels circuleren de afgelopen week in de machine. Bestaande uit maximaal 288 bossen, elk met meer dan 100 miljard protonen, de treinen worden gevormd door de versnellingsketting en vervolgens de grote ring in gestuurd. Vervolgens worden ze gedurende ongeveer twintig minuten versneld tot een snelheid die dicht bij die van het licht ligt, voordat ze in het midden van elk experiment met elkaar in botsing komen. Onlangs, 600 bossen circuleren in elke richting. Het streven is om binnen enkele weken 2500 bossen per balk te bereiken.

Om dit te behalen, de machinespecialisten moeten eerst de oppervlaktecondities verbeteren van de vacuümkamers waarin de protonen circuleren. Het verkrijgen van het best mogelijke vacuüm is een essentiële voorwaarde om een ​​versneller te laten werken. Moleculen die in de vacuümkamer achterblijven, zijn obstakels voor de circulatie van de protonen - het is alsof je Formule 1-auto's over een circuit vol geparkeerde auto's stuurt. Vandaar, voordat u het gaspedaal start, de vacuümspecialisten pompen de lucht uit de balkbuizen, het verkrijgen van een vacuüm van hoge kwaliteit, bijna net zo goed als op het oppervlak van de maan (10 ^-10 of zelfs 10 ^-11 millibar). Dit is voldoende om de circulatie van een paar honderd protonenbundels mogelijk te maken, maar verder, dingen worden moeilijker.

Ondanks het ultrahoge vacuüm, resterende gasmoleculen en elektronen blijven gevangen op de wanden van de vacuümkamers. Wanneer de straal circuleert, deze elektronen worden vrijgemaakt van het oppervlak van de wanden door de impact van verloren deeltjes of fotonen die worden uitgezonden door de LHC-protonenbundels. Ze worden versneld door het elektrische veld van de straal en raken de muren aan de andere kant van de kamer, het losmaken van ingesloten moleculen en het vrijmaken van meer elektronen. Als het aantal vrijgekomen elektronen groter is dan het aantal botsende elektronen, het kan een lawine van elektronen veroorzaken, wat de straal zal destabiliseren. Dit fenomeen, bekend als de "elektronenwolk", wordt versterkt door het grote aantal protonenbundels en de korte afstand tussen de bundels in de bundel.

Om de impact van deze wolken te verminderen, de vacuümkamer kan worden geconditioneerd met de balk zelf. Door het aantal circulerende bundels te vergroten, komen zoveel gasmoleculen vrij als kan worden volgehouden en veroorzaakt een massale afgifte van elektronenwolken. De ervaring heeft geleerd dat, zodra deze operatie, genaamd "schrobben", is uitgevoerd, de productiesnelheid van gasmoleculen en elektronen neemt geleidelijk af. Hierdoor kan de bundelintensiteit stapsgewijs worden verhoogd totdat de LHC volledig kan worden gevuld.

Het is dus tijd voor de voorjaarsschoonmaak bij de LHC. Voor een aantal dagen, vanaf vandaag, de LHC-operators zullen de vacuümkamers met een straal schrobben. De physics-run zal een korte pauze nemen, half juni weer starten in veel betere omstandigheden.