CERN heeft aangekondigd dat 's werelds krachtigste deeltjesversneller klaar is om te beginnen met het leveren van protonbotsingen aan experimenten met een recordbrekend energieniveau.

De Large Hadron Collider bereidt zich voor om gegevens te leveren met de ongekende energie van 13,6 TeV. Wetenschappers van de Universiteit van Liverpool maken deel uit van de internationale samenwerkingen die de gegevens zullen verzamelen en analyseren.

Dit markeert het begin van de derde reeks gegevensverzamelingen voor natuurkunde door de versneller bij CERN, aan de Frans-Zwitserse grens bij Genève.

De straal begon in april te circuleren, na meer dan drie jaar van upgrades en onderhoudswerkzaamheden om hem nog krachtiger te maken.

De LHC-machine en zijn injectoren waren eerder opnieuw in gebruik genomen om te werken met nieuwe stralen met een hogere intensiteit en meer energie.

Beam-operators hebben nu aangekondigd dat de straal stabiel is en klaar is om gegevens te verzamelen voor gebruik in de wetenschap.

De LHC zal nu bijna 4 jaar de klok rond draaien met een recordenergie van 13,6 biljoen elektronvolt (TeV).

Wetenschappers van de Universiteit van Liverpool maakten deel uit van de internationale inspanning om de prestaties van drie van de vier hoofdexperimenten van de LHC te verbeteren - LHCb, ATLAS en ALICE - om meer datamonsters te krijgen en hogere botsingsenergie te genereren.

Professor Monica D'Onofrio is teamleider voor de experimentgroepen ATLAS en FASER aan de Universiteit van Liverpool.

Ze zegt dat "dit een zeer opwindend moment voor ons allemaal is:na jaren van werk om het ATLAS-detectorsysteem te upgraden met nieuwe componenten, verbeterde gegevensuitlezing en verbeterde online selectie, zijn we klaar om aanzienlijk grotere gegevensmonsters van hogere kwaliteit dan eerdere runs."

"We zullen de aard van het Higgs-deeltje met ongekende precisie kunnen onderzoeken, testen of het vervalt tot nieuwe deeltjes, bijvoorbeeld deeltjes die donkere materie zouden kunnen vormen, en zoeken naar nieuwe fysica met de hoogste energie die ooit door een versneller is bereikt. "

"Onze groep in Liverpool heeft sinds het begin van de LHC-operaties een voortrekkersrol gespeeld bij veel van deze zoekopdrachten en precisiemetingen, en we kijken ernaar uit om deze nieuwe fase van het ATLAS-experiment te starten."

"Het is ook fantastisch dat, naast de vier grote LHC-experimenten, verschillende gloednieuwe kleinere experimenten, gebouwd en geïnstalleerd tijdens de lange stillegging, hun allereerste gegevens zullen zien als Run 3 begint. Liverpool maakt deel uit van FASER, gebouwd om te zoeken naar het verval van veronderstelde nieuwe deeltjes met een lange levensduur geproduceerd in LHC-botsingen die kandidaat zijn voor donkere materie.Het zal een mooie aanvulling zijn op het ATLAS-fysicaprogramma dat eerder ontdekte gebieden verkent.De komende jaren zullen ongetwijfeld boeiend zijn, en we zijn allemaal betrokken om het meeste uit deze fantastische detectoren en versneller te halen."

Professor Marielle Chartier, teamleider voor het ALICE-experiment van de Universiteit van Liverpool, zegt dat "na bijna tien jaar onderzoek en ontwikkeling het ALICE-experiment belangrijke upgrades van zijn detectoren, elektronica, triggering en computersystemen heeft voltooid tijdens de tweede lange uitschakeling van de LHC, klaar voor vandaag begint zijn derde operatie. In het volgende decennium zal ALICE veel meer gegevens kunnen verzamelen van de LHC proton-proton-, proton-ion- en zware-ionenbotsingen, veel sneller dan voorheen."

"Ik ben persoonlijk erg enthousiast om te zien hoe goed het nieuwe Silicon Inner Tracking System zal presteren om zeer nauwkeurige metingen van korteafstandsdynamica in kwantumchromodynamica bij hoge temperatuur te bereiken en een dieper inzicht te krijgen in het quark-gluonplasma."

"Deze nieuwe detector is de grootste siliciumpixeltracker ooit gebouwd en de eerste die volledig is gemaakt van CMOS-sensoren, waardoor het de meest gepixelde en dunste siliciumdeeltjestracker van de LHC is."

"De Universiteit van Liverpool heeft, in samenwerking met STFC Daresbury Laboratory, leidende bijdragen geleverd in de constructie-, montage- en inbedrijfstellingsfasen van deze reus (ongeveer 10 m ² ) digitale camera van bijna 13 miljard pixels, in staat om 50.000 foto's per seconde te maken!"

Tara Shears, hoogleraar deeltjesfysica in Liverpool, die aan het LHCb-experiment werkt, zegt dat "er zoveel over het universum is dat we moeten begrijpen:waarom materie en antimaterie verschillend zijn; waaruit donkere materie bestaat; of de nieuwe fysica denk en hoop is daar, ergens, openbaart zich. Daarom is Run 3 zo belangrijk voor ons. Het zal ons zoveel gegevens opleveren dat we een echt forensisch onderzoek kunnen doen naar al deze vragen."

"Mijn experiment, LHCb, is uitgebreid gereviseerd en geüpgraded, klaar voor de start van het verzamelen van gegevens, en in Liverpool hebben we er een van de belangrijkste deeltjesdetectoren voor gebouwd. Niemand verwachtte dat er een pandemie zou toeslaan toen we dit planden! Het is een eerbetoon aan de toewijding en vaardigheid van onze fantastische medewerkers in Liverpool dat ondanks alle uitdagingen deze ingewikkelde detector met succes is geassembleerd, geleverd en geïnstalleerd, klaar voor Run 3. De gegevens van deze nieuwe detector zullen het hele LHCb-fysica-programma mogelijk maken."

De vier grote LHC-experimenten hebben grote upgrades van hun data-uitlees- en selectiesystemen uitgevoerd, met nieuwe detectorsystemen en computerinfrastructuur.

Door de wijzigingen kunnen ze aanzienlijk grotere gegevensmonsters verzamelen, met gegevens van hogere kwaliteit dan in eerdere runs. De ATLAS- en CMS-detectoren verwachten meer botsingen te registreren tijdens Run 3 dan in de twee voorgaande physics-runs samen. Het LHCb-experiment onderging een complete opknapbeurt en lijkt de snelheid waarmee gegevens worden verwerkt met een factor 10 te verhogen, terwijl ALICE streeft naar een verbijsterende vijftigvoudige toename van het aantal geregistreerde botsingen.

Met de toegenomen datasamples en hogere botsingsenergie zal Run 3 het toch al zeer diverse LHC-fysicaprogramma verder uitbreiden. + Verder verkennen

Large Hadron Collider toeren tot ongekend energieniveau