Ďalší krok na ceste urýchľovača LHC

Autor: Eduard Kladiva | 19.3.2010 o 16:45 | Karma článku: 13,30 | Prečítané:  3338x

Ľudstvo spravilo ďalší krok na ceste k dlho očakávaným objavom v tzv. novej fyzike. Dnes, 19. marca 2010 v skorých ranných hodinách, presnejšie o 5:23 stredoeurópskeho času, v urýchľovači LHC v CERN-e pri Ženeve obiehali súčasne oba zväzky protónov pri energii 3,48 TeV. Ide o najvyššiu energiu častíc, ktorá kedy bola dosiahnutá človekom v urýchľovačoch. Tato udalosť je dôležitým míľnikom na ceste medzinárodného kolektívu vedcov k štúdiu zrážok častíc pri vysokých energiách. Od tohto výskumu sa očakávajú principiálne nové objavy a potvrdenie alebo vyvrátenie mnohých našich predstáv o vzniku, stavbe a fungovaní nášho vesmíru.

Radostnej udalosti predchádzalo dôkladné vyladenie všetkých častí urýchľovača pri základnej energii protónov 0,45 TeV, kedy protóny obiehajú v trubiciach bez urýchľovania. V nedeľu 14. 3. 2010 absolvoval urýchľovač úspešnú skúšku režimu, v ktorom boli protóny urýchlené na energiu 1.1801 TeV. Od 12:30 začalo tak zvané rampovanie - postupné nastavenie jednotlivých častí urýchľovača na zadanú energiu častíc 1.1801 TeV a po injektovaní častíc oba zväzky obiehali cca 2 hodiny pri tejto energii. Niekde okolo pol tretej došlo aj k zrážkam častíc a o tretej poobede boli zväzky programovo vyvedené z urýchľovača.

Cieľom tohto pokusu bolo meranie zmien tzv. beta funkcie pozdĺž dráhy častíc. Parameter beta charakterizuje, hrubo povedané, rozmer zväzku, presnejšie - charakterizuje fokusáciu zväzku. Na základe meraní bolo možné vyladiť zväzkovú optiku tak, aby straty zväzku počas obiehania boli malé a zväzky dlho „žili“.

V tomto režime urýchľovač už pracoval v závere minulého roka a experimenty vtedy zaregistrovali milióny zrážok častíc. Zo získaných údajov publikovali aj prvé vedecké výsledky. Experiment ALICE, na ktorom sa podieľajú aj slovenskí vedci, už 1.12.2009, najväčší experiment ATLAS, v ktorom tiež pracujú vedci a inžinieri zo Slovenska, publikoval prvý fyzikálny výsledok predvčerom, 17. 3. 2010 pod názvom "Početnosť nabitých častíc v zrážkach pp pri energii sqrt(s) = 900 GeV zmeraná detektorom ATLAS na LHC" (Charged-particle multiplicities in pp interactions at sqrt(s) = 900 GeV measured with the ATLAS detector at the LHC). Medzi jeho spoluautormi aj 14 slovenských fyzikov z ÚEF SAV Košice a FMFI UK Bratislava.

Urýchľovanie na 3.5 TeV

Snímka monitora energie častíc v urýchľovači LHC v okamihu dosiahnutia energie 3.48 TeV. Prevzaté z CERN.

Počas trojdňovej technickej prestávky začiatkom tohto týždňa spravili inžinieri dôkladnú previerku všetkých uzlov Veľkého hadrónového urýchľovača LHC. Všetky magnety a osobitne ich zmodernizované systémy ochrany proti quenchingu nQPC prešli najskôr skúškami prechodu do režimu 3.5 TeV samostatne, bez zväzkov, tak povediac „na sucho“. Tieto testy prebiehali v každom sektore oddelene. V testoch bolo overené nastavenie bezpečnostných parametrov, v jednom prípade došlo ku quenchingu v 30 magnetoch a parametre bolo treba nastaviť na bezpečnejšiu hodnotu.

Vo štvrtok 18.3.2010 o 12:00 „švajčiarsko-francúzskeho“ času dostal urýchľovač LHC zelenú k prechodu na režim 3.5 TeV proti 3.5 TeV. Podzemný tunel bol opäť uzavretý a nasledovalo testovanie celého urýchľovača bez zväzku. Počas týchto testov operátori overovali predovšetkým správanie sa systémov pri náhlom ukončení urýchľovacieho režimu, ku ktorému môže dôjsť v prípade bezpečnostného odpojenia celej skupiny magnetov v dôsledku tzv. quenchingu (samovoľného procesu, kedy v supravodivých kábloch magnetov vznikne a lavínovite sa rozširuje oblasť nesupravodivého stavu, t. j. oblasti s vysokým odporom, na ktorom vzniká veľké množstvo tepla).

Radosť pri operačnom pulte LHC

Radosť pri hlavnom operačnom pulte LHC v okamihu, kedy energia protónov v urýchľovači LHC dosiahla rekordnú úroveň 3.48 TeV. Foto Maximilien Brice, Licenca: CERN

Testy prebehli úspešne a dnes nad ránom začal plánovaný test urýchľovača v režime 3.5 TeV proti 3.5 TeV s oboma zväzkami v urýchľovači. Najskôr bol urýchľovač nastavený do dobre vyladeného stavu pri energii častíc 0.45 TeV, potom boli postupne do LHC injektované z urýchľovača SPS oba zväzky protónov a o 4:09 SEČ začalo urýchľovanie protónov na energiu 3.5 TeV. Plynulý a bezchybný proces zvyšovania energie častíc skončil o 5:23, kedy dosiahli oba zväzky energiu 3.48 TeV.

Prvý raz obiehali v urýchľovači protóny pri tejto energii. Keďže jednotlivé systémy urýchľovača zatiaľ nie sú dobre nastavené pre túto úroveň energie, dochádzalo vo zväzkoch k stratám a po niekoľkých minútach obiehania boli oba zväzky vyvedené z urýchľovača a zlikvidované v špeciálnom zariadení. Ani časovanie zväzkov nebolo ešte dobre nastavené, preto nemohlo dôjsť k zrážkam v miestach križovania sa zväzkov.


Videoklip zachytáva náladu v Centrálnom riadiacom stredisku pri hlavnom pulte urýchľovača LHC počas urýchľovania protónov na energiu 3.5 TeV dnes, 19. 3. 2010 v ranných hodinách. Prvé dojmy komentuje  Alick Macpherson, inžinier smeny a Mike Lamont, vedúci Operačnej skupiny urýchľovača. Producent: CERN Video Productions 19.3.2010.

Teraz budú operátori urýchľovača pracovať na vyladení jednotlivých častí urýchľovača pri energii častíc 3.5 TeV, aby mohli oba zväzky udržať v trubiciach dostatočne dlho a mohli ich obiehanie načasovať spôsobom, ktorý umožní zrážky častíc v jednotlivých detektorových komplexoch. Najbližšie urýchľovanie protónov na energiu 3.5 TeV je naplánované na dnes večer. Hladký priebeh prvého pokusu dáva nádej, že v najbližších dňoch budú systémy urýchľovača dobre nastavené a umožnia aj prvé zrážky 3.5+3.5 TeV.

Vedenie CERN predpokladá vyladenie urýchľovača do spoľahlivého režimu zrážok častíc pri energii 3.5 TeV do konca tohto mesiaca.

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

DOMOV

Žiadne potraviny a autobus raz za týždeň. Okraj kraja, na ktorý sa zabudlo

Ľudia v Prešovskom samosprávnom kraji o práci župana veľa nevedia. Trápia ich najmä cesty a nezamestnanosť, ale aj životné prostredie.

EKONOMIKA

Sagan či Hantuchová sa budú plateniu daní vyhýbať ťažšie

Ministerstvo chce zabrániť presunu ziskov.

Čo je nové na SME

SMEnaživo: Diskusia s kandidátmi na bratislavského župana

Príďte dnes o 18.00 diskutovať.


Už ste čítali?