LS2-rapport:CERNs ældste accelerator vågner

"Synchrotron (PS) er det bankende hjerte i CERNs acceleratorsystem. Beliggende i centrum af komplekset, den tilfører partikelstråler ikke kun til Large Hadron Collider (LHC), men til mange af CERNs store faciliteter, inklusive Antistoffabrikken og Østområdet." Klaus Hanke, leder af Proton Synchrotron operationsteam, vælger sine ord omhyggeligt for at beskrive CERNs ældste accelerator, der stadig er i drift. Den 4. marts, veteranacceleratoren modtog sin første partikelstråle efter en to-årig nedlukning, hvor den gennemgik betydelige opgraderinger for at forberede den til højere lysstyrke (en indikator for antallet af kollisioner).

Inden for CERNs acceleratorkompleks, protoner ekstraheret fra en hydrogengaskilde accelereres i den helt nye Linac4 og i PS Booster før injektion i PS, som så fodrer, enten direkte eller indirekte, langt de fleste af CERNs acceleratorer og eksperimenter. Den nye Linac4 og den opgraderede PS Booster giver nu PS'en en stråle accelereret til op til 2 GeV, en stigning på 0,6 GeV sammenlignet med tidligere stråle. For at sikre, at den 60-årige PS kan modstå disse højere energier, acceleratorringen er blevet udstyret med avanceret udstyr i de senere år, inklusive renoverede magneter, nye stråledumpsystemer og stråleinstrumenteringsanordninger, og opgraderede radiofrekvens- og kølesystemer.

Indsprøjtningen af ​​den første stråle i PS markerer afslutningen på mere end ti års forskning og udvikling med fokus på dette udstyr som en del af LHC Injector Upgrade-projektet. Måneders tørre testkørsler (uden stråle) og systemtjek sikrede succesen med denne vigtige milepæl på vejen mod den bredere reaktivering af CERNs acceleratorer. "Injektionen er ikke en raketopsendelse, vi trykker ikke på en knap og ser på, mens PS'en brøler for fuld kapacitet. Vi injicerer protoner gradvist, justere indstillinger og rette ting undervejs, indtil vi når et tilfredsstillende energiniveau, " forklarer Klaus Hanke.

Indsprøjtningen af ​​den første stråle vil blive efterfulgt af en idriftsættelsesperiode på et par måneder for at finjustere acceleratorens specifikationer, mens resten af ​​CERNs acceleratorsystem gradvist kommer ud af sin toårige dvale. Disse maskiner, og de mange eksperimenter de er forbundet med, vil drage fordel af de højere energiniveauer i løbet af det næste forsøg, der starter næste år:med højere energier kommer mere fokuseret, tættere partikelstråler, hvilket udmønter sig i mere præcision i eksperimentresultater. Men det er ikke før fremkomsten af ​​High-Luminosity LHC, at opgraderingerne af PS og det bredere acceleratorsystem vil vise deres sande potentiale:de mere robuste og mere effektive ringe vil være nøglen til at levere en endelig lysstyrke i LHC, som er forventes at være ti gange højere end tidligere.