Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Forberedelser til en ny sæson af fysik på Large Hadron Collider

En af de første proton-proton-kollisioner set af ALICE-eksperimentet i 2017, den 13. maj, under LHC -strålekommissioneringsfasen. ALICE brugte disse første kollisioner til at finjustere sit udstyr og blive klar til den nye fysiksæson af LHC. Kredit:CERN

Sidste uge, detektorer fra Large Hadron Collider (LHC) var vidne til deres første kollisioner i 2017. Disse testkollisioner var ikke til fysikforskning, i stedet blev de produceret som en del af processen med at genstarte LHC. Men vær tålmodig, datatagning for fysik starter om et par dage.

Siden partikler begyndte at cirkulere i den store ring igen, LHC's operatører har testet og justeret 24 timer i døgnet for at gøre LHC til en veritabel kollisionsfabrik. Deres arbejde går ud på at danne tog af bundter, bygge dem op i løbet af de næste par uger til flere hundrede og derefter flere tusinde bundter pr. bjælke.

For at etablere denne produktionslinje af partikler, alle acceleratorens systemer skal være perfekt justeret. LHC er en ekstremt kompleks maskine, der består af tusindvis af undersystemer, og det tager uger at justere dem alle.

De første partikler cirkulerede den 29. april 2017, og kort efter, operatørerne startede arbejdet med deres lange liste med justeringer. De testede radiofrekvenssystemet, som fremskynder partiklerne. De bragte stråleenergien op til dens driftsværdi på 6,5 TeV. De testede stråledumpingssystemet, som skubber partiklerne ud i en blok af grafit, hvis det kræves. De testede og justerede alle kollimatorer-kæbelignende enheder, der lukker omkring strålen for at absorbere vildfarne partikler. De udførte protonbunke rampe og klem cykler. Endelig, de udførte fine justeringer af de hundredvis af korrektormagneter, justering af strålens bane til en præcision på en mikron ved kollisionspunkterne.

Dette billede viser en bjælke stænk, som observeret ved ATLAS -eksperimentet den 29. april, dagen for LHC -genstart. Strålesprøjt genereres ved at rette bjælker mod kollimatorerne tæt på eksperimenterne, i dette tilfælde 140 meter fra ATLAS -interaktionspunktet. Når LHC er tilbage i drift, eksperimenterne bruger strålesprøjtene til at synkronisere deres sub-detektorer med acceleratorens ur. Kredit:CERN

I onsdags, de begyndte at kollidere bjælkerne for at kunne justere interaktionspunkterne i hjertet af eksperimenterne. Dette trin udføres med såkaldte "pilot" bjælker, indeholder færre end ti bundter og færre protoner end under fysikkørslerne. Disse første kollisioner giver også forsøgene mulighed for at justere deres detektorer.

I de kommende dage, operatørerne vil fortsætte med at justere og justere udstyret. Når alle disse trin er fuldført, de vil kunne annoncere "stabile bjælker", det længe ventede signal til starten på den nye datatagningssæson for forsøgene.

Et bjælke stænk, som observeret ved CMS -eksperimentet den 29. april. I modsætning til proton-proton-kollisioner, hvor partiklerne kommer fra midten af ​​detektoren, ved stænkhændelser krydser partikler vandret detektoren, fra den ene side til den anden. Kredit:CERN

Varme artikler