Ďalší krok na ceste urýchľovača LHC

Autor: Eduard Kladiva | 19.3.2010 o 16:45 | Karma článku: 13,30 | Prečítané:  3358x

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

SVET

V mori zachytili čudný zvuk. Zmiznutá ponorka mohla vybuchnúť

V mori v čase zmiznutia ponorky zachytili abnormálny zvuk, ktorý pripomína explóziu.

DOMOV

Policajti, vojaci aj vrtuľník. Vrahov Kubašiaka hľadali tri dni

Obvinenia voči Šajgalovi odznova prejedná prvostupňový súd.

KOMENTÁRE

Slovensko ničí lowcostová mentalita. Kedy s tým niečo urobíme?

Atmosféra nedôstojných príjmov nás ničí.


Už ste čítali?