Zderzenia cząstek przy rekordowych światowych poziomach energii

Wiązki protonów ponownie krążą wokół 27-kilometrowego pierścienia zderzacza, oznaczając koniec wieloletniej przerwy w pracach modernizacyjnych.

w 2022 roku, CERN LHC uruchamia się ponownie po ponad trzech latach konserwacji i aktualizacji znanych jako Long Shutdown 2 (LS2). Po ponownym uruchomieniu moc wzrośnie do światowych rekordów, ponieważ CERN rozpocznie eksploatację LHC Run 3 do badań fizycznych. Następnie 4 lipca przypada rocznica #Higgs10, 10. rocznica odkrycia bozonu Higgsa.

Wielki Zderzacz Hadronów (LHC), największy i najpotężniejszy na świecie akcelerator cząstek, został ponownie uruchomiony po ponad trzyletniej przerwie na prace konserwacyjne, integracyjne i modernizacyjne. Dzisiaj, 22 kwietnia 2022 roku, o godzinie 12:16 CET, dwie wiązki protonów krążą w przeciwnych kierunkach wokół 27-kilometrowego (16,8 mili) pierścienia Wielkiego Zderzacza Hadronów z energią wtrysku 450 miliardów elektronowoltów (450 gigaelektronowoltów). ).

Wiązki te obracają się z energią wtrysku i zawierają stosunkowo niewielką liczbę protonów. „Kolizje o dużej intensywności i energochłonności odbędą się za dwa miesiące”, mówi Rodry Jones, szef wydziału belek w CERN. „Ale pierwsze pakiety reprezentują pomyślne ponowne uruchomienie akceleratora po całej ciężkiej pracy długiego wyłączenia”.

Tunel LHC w punkcie 1. Źródło: CERN

„Maszyny i obiekty przeszły znaczące modernizacje podczas drugiego przedłużonego przestoju kompleksu akceleratorów CERN”, mówi Mike Lamont, dyrektor ds. akceleratorów i technologii w CERN. „Sam LHC przeszedł szeroko zakrojony program syntezy jądrowej i będzie teraz działał z wyższą mocą, a dzięki znacznym ulepszeniom w kompleksie wtryskiwaczy zapewni znacznie więcej danych do zmodernizowanych eksperymentów LHC”.

Eksperymentalne wiązki krążyły w LHC przez krótki okres w październiku 2021 r. Jednak krążące dziś wiązki oznaczają nie tylko koniec drugiego długiego wyłączenia Wielkiego Zderzacza Hadronów, ale także początek przygotowań do czterech lat fizycznego zbierania danych, który ma rozpocząć się latem tego roku.

Do tego czasu eksperci LHC będą pracować przez całą dobę, aby stopniowo ponownie uruchamiać maszynę i bezpiecznie zwiększać energię i gęstość wiązek przed dostarczeniem zderzeń do eksperymentów z rekordową energią 13,6 biliona elektronowoltów (13,6 elektronowoltów).

W trzecim przebiegu z LHC, zwanym Przebiegiem 3, eksperymenty maszynowe zbierają dane z kolizji nie tylko z zapisem energii, ale także z niezrównanymi liczbami. Zarówno eksperymenty ATLAS, jak i CMS mogą spodziewać się większej liczby kolizji podczas działania fizyki niż w dwóch poprzednich symulacjach fizyki, podczas gdy LHCb, który przeszedł całkowitą regenerację podczas wyłączania, może liczyć na potrojenie liczby kolizji. Tymczasem ALICE, detektor przeznaczony do badania zderzeń ciężkich jonów, może spodziewać się pięćdziesięciokrotnego wzrostu całkowitej liczby zarejestrowanych zderzeń jonów dzięki niedawnemu zakończeniu ważnej modernizacji.

Bezprecedensowa liczba zderzeń umożliwi międzynarodowym zespołom fizyków w CERN i na całym świecie bardzo szczegółowe zbadanie bozonu Higgsa oraz poddanie Modelu Standardowego fizyki cząstek elementarnych i jego różnych rozszerzeń najbardziej rygorystycznym testom, jakie dotychczas zostały przeprowadzone.

Inne rzeczy, na które czekamy w Play 3, to wprowadzenie dwóch nowych doświadczeń, Szybciej I [email protected], zaprojektowany do poszukiwania fizyki poza Modelem Standardowym; Specjalne zderzenia protonu i helu standard Ile izotopów protonów powstaje z antymaterii w tych zderzeniach; I zderzenia z udziałem jonów tlenu, które poprawiłyby wiedzę fizyków fizyka promieni kosmicznych i Plazma kwarkowo-gluonowastan materii, który istniał niedługo później wielka eksplozja.