LHC opnår rekordlysstyrke

Det er slutningen på vejen for protonerne i år efter en storslået forestilling fra Large Hadron Collider (LHC). På fredag, de sidste stråler i protonløbet i 2017 cirkulerede i LHC. Løbet sluttede, som det gør hvert år, med en runde op af lysstyrken, indikatoren, hvormed en kolliders effektivitet måles, og som operatørerne holder et konstant øje med.

LHC har langt overskredet sit mål for 2017. Det har leveret sine to store eksperimenter, ATLAS og CMS, med 50 omvendte femtobarns af data, altså 5 milliarder millioner millioner kollisioner. Den omvendte femtobarn (fb-1) er den enhed, der bruges til at måle integreret lysstyrke, eller det samlede antal potentielle kollisioner over en given periode.

Dette resultat er endnu mere bemærkelsesværdigt, fordi maskineksperterne skulle overvinde et alvorligt tilbageslag. Et vakuumproblem i strålerøret i en magnetcelle begrænsede antallet af bundter, der kunne cirkulere i maskinen. Flere hold blev hentet ind for at finde en løsning. Især arrangementet af bundterne i bjælkerne blev ændret. Efter et par uger, lysstyrken begyndte at stige igen.

På samme tid, i løbet af året, operatørerne har optimeret driftsparametrene. Ved hjælp af et nyt system, der blev indført i år, de har især reduceret bjælkens størrelse, når de mødes i midten af ​​eksperimenterne. Jo mere pressede bjælkerne, jo flere kollisioner sker hver gang de mødes. Sidste år, operatørerne formåede at opnå 40 kollisioner ved hver flokovergang, med hver flok indeholdende 100 milliarder partikler. I 2017, op til 60 kollisioner blev produceret ved hver passage.

Takket være disse forbedringer, den øjeblikkelige lysstyrkerekord blev smadret, når 2,06 x 10 ³⁴ cm ^-2 s ^-1 , eller to gange den nominelle værdi. Øjeblikkelig lysstyrke svarer til det potentielle antal kollisioner pr. Sekund.

LHC vil fortsætte med at fungere i yderligere to uger for to specielle kørsler inklusive en uge til driftsstudier. Det første særlige løb vil bestå i at udføre protonkollisioner ved 5,02 TeV (i modsætning til de sædvanlige 13 TeV), den samme energi som den, der var planlagt til næste års lead-ion-løb. Dette vil gøre det muligt for fysikere at indsamle data med protoner, som de derefter vil kunne sammenligne med bly-ion data.

Det andet særlige løb, ved meget lav lysstyrke, vil levere data til TOTEM- og ATLAS/ALFA -eksperimenterne. Disse to forsøg bruger detektorer placeret på hver side af to store LHC -detektorer:CMS i tilfælde af TOTEM og ATLAS i tilfælde af ATLAS/ALFA. De studerer interaktioner kaldet elastisk spredning, hvor to protoner blot ændrer retning lidt, når de interagerer, frem for at støde sammen. Til disse undersøgelser, LHC gør bjælkerne så brede som muligt. Hvad mere er, energien vil være begrænset til 450 GeV, dvs. energien, ved hvilken stråler injiceres fra acceleratorkomplekset i LHC.

Endelig, operatørerne vil gennemføre en "maskinudvikling" -kampagne. Over en uge, de vil udføre driftstests for at forbedre acceleratorens ydeevne yderligere (det kan aldrig være for godt) og begynde at forberede High-Luminosity LHC, som vil overtage fra LHC efter 2025.

Når disse tests er slut, operatørerne stopper maskinen til teknisk afslutning ved årets udgang.