LHC đạt được độ sáng kỷ lục

Anonim

Đó là kết thúc của con đường cho các proton trong năm nay sau một màn trình diễn tuyệt vời từ Large Hadron Collider (LHC). Vào thứ Sáu, các tia cuối cùng của dòng proton 2017 được lưu thông trong LHC. Cuộc chạy kết thúc, như mọi năm, với một vòng lên của hiệu suất độ sáng, chỉ số mà theo đó hiệu quả của một máy va chạm được đo và trên đó các nhà khai thác giữ một mắt liên tục.

LHC đã vượt xa mục tiêu của nó cho năm 2017. Nó đã cung cấp hai thí nghiệm chính, ATLAS và CMS, với 50 femtobarn dữ liệu nghịch đảo, tức là 5 tỷ triệu triệu va chạm. Các femtobarn nghịch đảo (fb-1) là đơn vị được sử dụng để đo độ sáng tích hợp, hoặc số lượng tích lũy các xung đột tiềm năng trong một khoảng thời gian nhất định.

Kết quả này là đáng chú ý hơn bởi vì các chuyên gia máy móc phải vượt qua một trở ngại nghiêm trọng. Một vấn đề chân không trong ống chùm của một tế bào nam châm giới hạn số lượng chùm có thể lưu thông trong máy. Một số đội đã được đưa vào để tìm một giải pháp. Đáng chú ý, sự sắp xếp của các chùm trong chùm đã được thay đổi. Sau một vài tuần, độ sáng bắt đầu tăng trở lại.

Đồng thời, trong suốt năm, các nhà khai thác đã tối ưu hóa các thông số vận hành. Sử dụng một hệ thống mới được đặt vào năm nay, họ đã giảm đáng kể kích thước của dầm khi họ gặp nhau ở trung tâm của các thí nghiệm. Càng chật chội, càng có nhiều va chạm xảy ra mỗi lần gặp nhau. Năm ngoái, các nhà khai thác quản lý để có được 40 va chạm tại mỗi bó qua, với mỗi bó chứa 100 tỷ hạt. Trong năm 2017, có tới 60 va chạm được sản xuất tại mỗi điểm giao nhau.

Nhờ những cải tiến này, bản ghi độ sáng tức thời bị đập vỡ, đạt 2, 06 x 10 34 cm -2 s -1, hoặc gấp đôi giá trị danh nghĩa. Độ sáng tức thời tương ứng với số va chạm tiềm năng mỗi giây.

LHC sẽ tiếp tục hoạt động thêm hai tuần nữa cho hai chuyến chạy đặc biệt, bao gồm một tuần cho các hoạt động nghiên cứu. Chạy đặc biệt đầu tiên sẽ bao gồm việc thực hiện va chạm proton ở mức 5, 02 TeV (trái ngược với 13 TeV thông thường), năng lượng tương tự như kế hoạch cho chạy ion chì năm tới. Điều này sẽ cho phép các nhà vật lý thu thập dữ liệu với các proton, sau đó họ có thể so sánh với dữ liệu ion chì.

Lần chạy đặc biệt thứ hai, ở độ sáng rất thấp, sẽ cung cấp dữ liệu cho các thí nghiệm TOTEM và ATLAS / ALFA. Hai thí nghiệm này sử dụng đầu dò nằm ở hai bên của hai đầu dò LHC lớn: CMS trong trường hợp của TOTEM và ATLAS trong trường hợp ATLAS / ALFA. Họ nghiên cứu các tương tác được gọi là tán xạ đàn hồi, trong đó hai proton chỉ thay đổi hướng một chút khi chúng tương tác, thay vì va chạm. Đối với những nghiên cứu này, LHC làm cho dầm càng rộng càng tốt. Hơn nữa, năng lượng sẽ bị giới hạn ở 450 GeV, tức là năng lượng mà tại đó chùm tia được bơm từ tổ hợp gia tốc vào LHC.

Cuối cùng, các nhà khai thác sẽ thực hiện một chiến dịch "phát triển máy". Trong vòng một tuần, họ sẽ thực hiện các thử nghiệm vận hành để cải thiện hiệu suất của máy gia tốc hơn nữa (nó không bao giờ có thể quá tốt) và bắt đầu chuẩn bị LHC độ sáng cao, sẽ tiếp quản từ LHC sau năm 2025.

Khi các kiểm tra này kết thúc, các nhà khai thác sẽ ngừng máy để tắt máy kỹ thuật cuối năm.

menu
menu