science >> Wetenschap >  >> Fysica

Collimators - de lijfwachten van de LHC

Installatie van een collimator in de LHC. Collimators beschermen de gevoelige apparatuur tegen ontsnappende deeltjes. Krediet:Maximilien Brice, Julien Ordan/CERN

De prestaties van de LHC zijn gebaseerd op versnellende en botsende bundels gemaakt van kleine deeltjes met ongekende intensiteiten. Als zelfs maar een klein deel van de circulerende deeltjes afwijkt van de nauwkeurig ingestelde baan, het kan een supergeleidende LHC-magneet blussen of zelfs delen van het gaspedaal vernietigen. De energie in de twee LHC-stralen is voldoende om bijna een ton koper te smelten.

Dit is de reden waarom de LHC zijn tanden laat zien telkens wanneer deeltjes zich misdragen. Deze "tanden" maken deel uit van speciale apparaten rond de LHC, collimatoren genoemd. Hun kaken - beweegbare blokken van robuust materiaal - sluiten zich rond de straal om deze te reinigen van verdwaalde deeltjes voordat ze in de buurt van de botsingsgebieden komen. De materialen waarvan de kaken zijn gemaakt, zijn bestand tegen extreme omstandigheden van temperatuur en druk, evenals hoge stralingsniveaus.

Meer dan honderd van deze lijfwachten zijn rond de LHC geplaatst. Ze worden ook aan weerszijden van de LHC-experimenten geïnstalleerd om de verdwaalde deeltjes te absorberen voordat ze in de buurt van de botsingsgebieden komen.

Met de verwachte toename van het aantal deeltjesbotsingen in de High-Luminosity LHC, de bundelintensiteit zal veel hoger zijn. Nieuwe collimators worden ontwikkeld door de afdeling Engineering van CERN om te voldoen aan de eisen voor het reinigen van de stralen van het toekomstige project. Enkele van de recente innovaties in het LHC-collimatiesysteem omvatten een draad en een kristalcollimator.