Large Hadron Collider tager de første data i rekordstor kørsel

CERN har annonceret, at verdens mest kraftfulde partikelaccelerator er klar til at begynde at levere protonkollisioner til eksperimenter på et rekordstort energiniveau.

Large Hadron Collider forbereder sig på at levere data med den hidtil usete energi på 13,6 TeV. Forskere fra University of Liverpool er en del af de internationale samarbejder, der vil indsamle og analysere dataene.

Dette markerer starten på acceleratorens tredje løb med dataoptagelse til fysik på CERN, på den fransk-schweiziske grænse nær Genève.

Strålen begyndte at cirkulere i april, efter mere end tre års opgraderinger og vedligeholdelsesarbejde for at gøre den endnu mere kraftfuld.

LHC-maskinen og dens injektorer var tidligere blevet genbrugt til at fungere med nye højere intensitetsstråler og øget energi.

Stråleoperatører har nu annonceret, at strålen er stabil og klar til at begynde at tage data, der skal bruges til videnskab.

LHC vil nu køre døgnet rundt i tæt på 4 år med rekordenergien på 13,6 billioner elektronvolt (TeV).

Forskere ved University of Liverpool var en del af den internationale indsats for at forbedre ydeevnen af ​​tre af LHC's fire hovedeksperimenter - LHCb, ATLAS og ALICE - for at øge dataprøverne og generere højere kollisionsenergi.

Professor Monica D'Onofrio er teamleder for ATLAS- og FASER-eksperimentgrupperne ved University of Liverpool.

Hun siger, at "dette er et meget spændende øjeblik for os alle:efter års arbejde brugt på at opgradere ATLAS-detektorsystemet med nye komponenter, forbedret dataaflæsning og forbedret onlineudvalg, er vi klar til at indsamle væsentligt større dataprøver af højere kvalitet end tidligere kørsler."

"Vi vil være i stand til at undersøge Higgs-bosonens natur med hidtil uset præcision, teste, om det henfalder til nye partikler, for eksempel dem, der kan udgøre mørkt stof, og søge efter ny fysik ved den højeste energi, der nogensinde er nået af en accelerator. "

"Vores gruppe i Liverpool har været på forkant med mange af disse søgninger og præcisionsmålinger siden begyndelsen af ​​LHC-operationerne, og vi ser frem til at starte denne nye fase af ATLAS-eksperimentet."

"Det er også fantastisk, at udover de fire store LHC-eksperimenter, vil flere helt nye mindre eksperimenter, bygget og installeret under den lange nedlukning, se deres allerførste data, når Run 3 starter. Liverpool er en del af FASER, bygget at søge efter henfaldene af hypotese om nye partikler med en lang levetid produceret i LHC-kollisioner, der er kandidater til mørkt stof. Det vil fint komplementere ATLAS fysikprogram, der udforsker tidligere afdækkede områder. De næste år vil uden tvivl være overbevisende, og vi er alle engagerede for at få mest muligt ud af disse fantastiske detektorer og accelerator."

Professor Marielle Chartier, teamleder for University of Liverpool ALICE-eksperiment siger, at "efter næsten ti års forskning og udvikling har ALICE-eksperimentet gennemført store opgraderinger af dets detektorer, elektronik, trigger- og computersystemer under LHC's anden lange nedlukning, klar til dagens start på sin tredje drift. I løbet af det næste årti vil ALICE være i stand til at indsamle meget flere data fra LHC proton-proton-, proton-ion- og tung-ion-kollisioner, meget hurtigere end før."

"Personligt er jeg meget spændt på at se, hvor godt det nye Silicon Inner Tracking System vil præstere til at opnå højpræcisionsmålinger af kortdistancedynamik i kvantekromodynamik ved høj temperatur og få en dybere forståelse af kvark-gluon-plasmaet."

"Denne nye detektor er den største siliciumpixel-tracker, der nogensinde er bygget, og den første, der udelukkende er lavet af CMOS-sensorer, hvilket gør den til den mest pixelerede, såvel som tyndeste, siliciumpartikel-tracker på LHC."

"Universitetet i Liverpool har i samarbejde med STFC Daresbury Laboratory ydet førende bidrag i konstruktions-, monterings- og idriftsættelsesfaserne af denne gigant (ca. 10 m ² ) digitalkamera på næsten 13 milliarder pixels, der er i stand til at tage 50.000 billeder i sekundet!"

Liverpool-professor i partikelfysik, Tara Shears, der arbejder på LHCb-eksperimentet, siger, at "der er så meget om universet, som vi skal forstå:hvorfor stof og antistof er forskellige; hvad mørkt stof er lavet af; om den nye fysik vi Tænk og håb er derude, et eller andet sted, åbenbarer sig. Det er derfor, Run 3 er så vigtig for os. Det vil give os så mange data, at vi kan lave en rigtig retsmedicinsk undersøgelse af alle disse spørgsmål."

"Mit eksperiment, LHCb, er blevet omfattende eftersyn og opgraderet klar til starten af ​​dataoptagelsen, og i Liverpool har vi konstrueret en af ​​de vigtigste partikeldetektorer til det. Ingen havde forventet, at en pandemi ville ramme, da vi planlagde dette! Det er en hyldest til engagementet og dygtigheden hos vores fantastiske personale i Liverpool, at på trods af alle udfordringerne er denne indviklede detektor blevet samlet, leveret og installeret med succes klar til Run 3. Data fra denne nye detektor vil gøre hele LHCb-fysikprogrammet muligt."

De fire store LHC-eksperimenter har udført store opgraderinger af deres dataudlæsnings- og udvælgelsessystemer med nye detektorsystemer og computerinfrastruktur.

Ændringerne vil give dem mulighed for at indsamle væsentligt større dataprøver med data af højere kvalitet end i tidligere kørsler. ATLAS- og CMS-detektorerne forventer at registrere flere kollisioner under kørsel 3 end i de to tidligere fysikkørsler tilsammen. LHCb-eksperimentet gennemgik en fuldstændig fornyelse og ser ud til at øge sin dataoptagelseshastighed med en faktor 10, mens ALICE sigter mod en svimlende halvtreds gange stigning i antallet af registrerede kollisioner.

Med de øgede dataprøver og højere kollisionsenergi vil Run 3 yderligere udvide det allerede meget forskelligartede LHC-fysikprogram. + Udforsk yderligere

Large Hadron Collider går op til et hidtil uset energiniveau