Dalam seminggu, pelancaran Hadron Collider Besar boleh dilihat secara langsung • Igor Ivanov • Berita Sains mengenai "Unsur" • LHC, Fizik

Dalam seminggu, pelancaran Collier Large Hadron boleh dilihat secara langsung.

Peristiwa yang dikesan oleh pengesan LHCb semasa ujian kedua kompleks suntikan LHC. Imej dari cern.ch

Sebelum pelancaran LHC, yang akan diadakan pada 10 September, hanya terdapat beberapa hari lagi. Setakat ini, segala-galanya mengikut pelan, dan jadual acara terperinci akhir muncul, pada hari-hari yang tinggal dan pada 10 September itu sendiri.

Skim LHC am

Untuk lebih baik menavigasi kerja persiapan yang sedang dilakukan di LHC, anda harus melihat pelan umum pemecut tersebut.

Seluruh cincin LHC dibahagikan kepada lapan sektor, sempadannya ditandakan dengan titik-titik dari 1 hingga 8. Di setiap tapak (1-2, 2-3, dan lain-lain) terdapat satu baris magnet yang mengawal rasuk proton. Oleh kerana medan magnet magnet berputar, tandan proton tidak terbang pada tangen, tetapi sentiasa berputar, tinggal di dalam cincin pemecut. Magnet ini membentuk orbit di mana proton bergerak. Di samping itu, magnet tumpuan khas menghalang pengayun berlalunya proton berbanding dengan orbit "ideal", menghalang mereka daripada menyentuh dinding dengan tiub vakum yang agak sempit (beberapa centimeter diameter).

Pelan umum cincin LPS pra-pemecut SPS.Anak panah menunjukkan arah pergerakan proton. (Gambar pengarang berita)

Oleh kerana dua rasuk proton balas akan beredar di LHC, sebenarnya, dua tiub vakum bersebelahan antara satu sama lain di dalam LHC, yang digabungkan menjadi satu hanya di tempat khusus – pada mata 1, 2, 5, 8. Pada titik-titik ini, perlanggaran berlaku rasuk proton, dan di sekelilingnya terdapat empat pengesan utama: dua besar – ATLAS dan CMS, dan dua medium – ALICE dan LHCb.

Pada titik 4, bahagian pecutan terletak. Di sinilah balok proton semasa pecutan akan menerima tenaga tambahan dengan setiap giliran. Pada titik 6 adalah sistem pelepasan rasuk. Terdapat magnet cepat dipasang, yang, jika perlu, membawa balok sepanjang saluran khas dari pemecut. Magnet ini dihidupkan sekiranya berlaku kecemasan, apabila ada bahaya kerusakan pada peralatan balok, serta setiap beberapa jam semasa operasi – untuk membuang rasuk tipis dan mengambil yang baru. Mata 3 dan 7 dikhaskan untuk kemungkinan eksperimen masa depan atau peralatan lain.

Rasuk Proton memasuki LHC dari pra-pemecut SPS.Talian pemindahan balok (Tl2 dan Tl8), menyambungkan dua pemecut cincin ini bersama-sama dengan magnet khusus pada masing-masing, membentuk kompleks suntikan LHC collider (dari kata "suntikan" – suntikan balok). Oleh kerana balok SPS berputar dalam satu arah sahaja, kompleks suntikan terdiri daripada dua bahagian berasingan dan mempunyai penampilan asimetris. Proton memasuki cincin pemecut SPS dari rantai pemecut yang lebih kecil dan lebih rendah tenaga.

Keadaan semasa

Menurut siaran akhbar CERN, pelancaran pelanggar itu dijadualkan pada Rabu, 10 September. Kerja jangka panjang mengenai penciptaan komponen individu dan perhimpunan mereka menjadi satu keseluruhan berakhir. Beberapa bulan terakhir, penyejukan seluruh pemecut menjadi suhu operasi 1.9 K (iaitu, -271.25 ° C). Seperti suhu yang rendah diperlukan untuk dua sebab. Di satu pihak, magnet berputar pada suhu seperti itu tidak hanya menjadi superkonduktor, tetapi juga boleh memegang medan magnet yang sangat kuat tanpa memusnahkan superkonduktivitas. Sebaliknya, helium cecair, yang meresap pendawaian elektrik magnet ini, menjadi superfluid dan menyejukkannya dengan sangat cekap.Penyejukan magnet diperlukan, kerana dari proton rasuk dari masa ke masa proton akan hilang, yang, dengan menindik magnet, akan memanaskannya.

Sekitar pertengahan bulan Ogos, penyejukan telah siap dan ujian peralatan elektrik magnet mula. Suhu semasa dalam semua lapan sektor LHC ditunjukkan pada halaman Status Cooldown. Semua prosedur yang dilakukan dengan LHC boleh dijejaki pada halaman Calendar checkout Mesin.

Selari dengan penyejukan sektor LHC lepas, dua siri ujian "suntikan" proton daripada SPS pra-pemecut ke dalam cincin LHC utama telah berjaya dijalankan. Pada 8-10 Ogos, talian penghantaran Tl2 diuji (ditunjukkan dalam burgundy dalam rajah), dan pada 22-24 Ogos, talian penghantaran Tl8 (ditunjukkan dalam warna biru) telah diuji. Dalam setiap ujian, rasuk proton bukan sahaja memasuki cincin utama LHC, tetapi juga melalui satu sektor (iaitu, kepada titik 3 dan 7), di mana mereka diserap oleh perisai pelindung – collimator. Dengan cara itu, semasa ujian kedua, apabila rasuk proton dilalui pengesan LHCb, dalam pengesan itu sendiri, peristiwa-peristiwa perlanggaran proton dengan molekul gas sisa dalam ruang vakum direkodkan (lihat angka di atas).Untuk ringkasan ringkas hasil ujian ini, lihat suapan berita LHC kami, dan semua butiran teknikal boleh didapati di halaman Tes Suntikan LHC rasmi.

Pengesan sendiri telah beralih ke mod perkhidmatan sepanjang masa: terdapat beberapa orang di bilik kawalan mereka secara berterusan, termasuk pada waktu malam, yang memantau fungsi semua sistem pengesan.

Apa yang perlu dilakukan pada hari-hari yang akan datang

Pada akhir minggu depan, manipulasi terakhir dengan "besi" pengesan akan berakhir. Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna pengesan akan bersedia untuk bekerja pada 100% – sesuatu yang akan diselesaikan semasa musim sejuk. Walau bagaimanapun, secara umum, pengesan akan dipasang dan akan bersedia untuk menerima peristiwa pertama. Pada 4-5 September, dewan eksperimen akan dimeteraikan, vakum yang cukup dalam akan dibuat di tabung pemecut, dan LHC akan siap untuk pemeriksaan terkini.

Pada hujung minggu, dari 5 September hingga 7 September, ujian terakhir ketiga sistem suntikan proton akan dijalankan (untuk butiran, lihat semua di halaman yang sama dalam Ujian Suntikan LHC). Analisis berhati-hati terhadap ujian terdahulu menunjukkan bahawa sistem magnetik harus sedikit diselaraskan untuk membetulkan orbit balok.Satu siri ujian baru akan memastikan bahawa pembetulan benar-benar meningkatkan tingkah laku rasuk.

Kemudian, pada 8 dan 9 September, pemeriksaan terakhir keseluruhan infrastruktur LHC akan dijalankan, dan selepas itu pemecut akan bersedia untuk pelancaran penuh.

Jadual untuk 10 September

Sekiranya tiada perkara yang tidak dijangka berlaku pada hari-hari yang tinggal, pada hari Rabu pagi, 10 September, balok proton akan dilancarkan ke pemecut. LHC akan dianggap berfungsi apabila rasuk proton mula mengedarkan stably di dalamnya, walaupun tanpa perlanggaran satu sama lain.

Pelancaran pertama balok proton pada hari ini akan dibuat pada pukul 9:30 pagi CET (jam 11:30 waktu Moscow). Sukar untuk meramalkan terlebih dahulu sejauh mana proses pelancaran akan berlaku, tetapi tugas minimum untuk hari ini – untuk memastikan bahawa tandan proton dalam kedua-dua arah lulus sekurang-kurangnya satu pusingan penuh. Rasuk proton akan dilancarkan ke dalam collider secara berperingkat, sektor mengikut sektor. Pada mulanya, rasuk di sepanjang talian penghantaran akan diambil dari pra-pemecut dan akan berehat di skrin pelindung di pintu masuk ke LHC. Kemudian skrin akan dikeluarkan, dan rasuk akan menyusuri arka ke titik kawalan terdekat, di mana ia akan diserap oleh collimators (peringkat ini telah berlalu semasa ujian sistem suntikan).Jika pada masa ini lintasan itu adalah teratur, maka collimators akan bergerak berasingan, dan rasuk akan pergi lebih jauh, ke zon kawalan seterusnya, di mana pemeriksaan trajektori akan berulang.

Masa kritikal akan berlaku apabila kepak terakhir dikeluarkan di jalan proton, dan, menjadikan giliran penuh, balok akan pergi ke pusingan seterusnya. Di satu pihak, orbit akan ditutup, dan tugas minimum akan selesai. Tetapi kemudian keadaan mungkin timbul bahawa sistem magnetik akan mula "mengayunkan" ayunan melintang balok. Kemudian, dalam beberapa revolusi, ia akan kehilangan kestabilan dan turun dari orbit. Sekiranya notis elektronik ini, maka untuk mengelakkan akibat yang tidak diingini, rasuk akan segera "jatuh" – iaitu, ia akan dibawa keluar melalui saluran khas dan diserap oleh unit besar khas. Oleh itu, ia mungkin berlaku bahawa kerajaan "LHC sedang berjalan"Hanya sekejap ringkas akan bertahan (ingat bahawa proton akan mengambil masa kurang dari sepuluh-seperseribu detik per revolusi di sekitar cincin LHC).

Tugas maksimum untuk hari ini: simpulkan dan tahan sekumpulan proton di orbit untuk jangka masa yang panjang (mengikut piawaian manusia).Ia juga mungkin untuk memegang sekurang-kurangnya dua beku beredar dalam arah yang bertentangan. Ini bermakna keseluruhan sistem multi-elemen kompleks kawalan pancaran magnet dipasang dengan betul, bahawa ia tidak "mengayun" rasuk, tetapi sebaliknya, berjaya mengekang ayunannya.

Pada 10 September, bermula pukul 8:30 pagi, siaran dalam talian dari server webcast.cern.ch akan mula berfungsi. Perkembangan acara akan diliputi oleh banyak saluran media, termasuk saluran televisyen yang boleh menerima "gambar" melalui rangkaian Eurovision. Lihat halaman rasuk LHC Pertama untuk butiran acara.

Apa yang berikutnya seterusnya

Selepas peredaran balok yang stabil di LHC dicapai, fasa pengujian pelanggar operasi akan bermula. Aperture cincin pecutan akan diukur (iaitu, lebar jurang di mana rasuk boleh berayun tanpa mengancam dinding ruang dan peralatan vakum), tindak balas rentetan rasuk ke pembetulan medan magnet tertentu akan diperiksa, prosedur untuk mempercepatkan proton kepada 5 TeV akan di debug. Dalam erti kata lain, ia akan menjadi tempoh belajar parameter LHC itu sendiri.

Pengesan pada masa ini juga tidak akan terbiar.Walaupun tanpa perlanggaran proton-proton, diharapkan mereka akan mendaftarkan perlanggaran proton langka dengan molekul gas sisa dalam ruang vakum. Pengesanan acara sedemikian akan digunakan untuk memeriksa operasi yang diselaraskan dan debug pelbagai komponen pengesan.

Kemungkinan mengatur perlanggaran proton proton pertama sudah dalam 1-2 minggu selepas pelancaran LHC sedang dibincangkan. Memandangkan bahagian pemecut belum disahpepasi pada masa itu, proton akan mempunyai tenaga yang mereka alami semasa suntikan ke LHC, iaitu, mereka akan bertabrakan dengan tenaga sebanyak 0.9 TeV. Malah sesi pendek perlanggaran sedemikian akan sangat berguna untuk pengindeksan pengindeksan.

Ia akan mengambil masa kira-kira dua bulan untuk sepenuhnya debug pemecut, jadi perlanggaran pertama pada jumlah tenaga 10 TeV sepatutnya dijangka tidak lebih awal dari akhir bulan Oktober.

Kami mengingatkan anda bahawa kami mengikuti semua acara menarik di LHC dalam suapan berita LHC.

Sumber: T. Wengler. "ATLAS dan LHC" // laporan pada sidang kerja "Bengkel Fizik dan Prestasi ATLAS", 26-29 Ogos, 2008.

Igor Ivanov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: