CERN pradėjo ardyti Didįjį hadronų greitintuvą: montuos 40 % stipresnius magnetus

Sekite TechNaujienos Google

CERN pradėjo vieną didžiausių Didžiojo hadronų greitintuvo (LHC) pertvarkų per visą jo istoriją. Rugsėjį komandos ėmė ardyti greitintuvo ruožus abiejose ATLAS ir CMS eksperimentų pusėse, kad pašalintų dalį senųjų superlaidžių magnetų ir paruoštų vietą naujos kartos „High-Luminosity LHC“ įrangai.

CERN skelbia, kad nuo rugsėjo 7-osios pradėta demontuoti 28 superlaidžius magnetus. Tarp jų yra vadinamieji vidiniai tripletai – trijų kvadrupolinių magnetų grupės, kurios sutelkia protonų pluoštus prieš susidūrimą detektoriuose.

Didžiausias pokytis – naujieji magnetai bus gerokai galingesni. Jie naudos niobio ir alavo superlaidžias rites ir pasieks iki 11,3 teslos magnetinį lauką. CERN duomenimis, tai maždaug 40 % daugiau nei dabartinių magnetų generuojamas laukas.

Kodėl CERN ardo veikiančio greitintuvo dalis?

LHC nėra išmontuojamas visam laikui. Priešingai – tai planuota transformacija į „High-Luminosity LHC“ (HL-LHC), kurios tikslas yra smarkiai padidinti susidūrimų skaičių.

Kuo stipriau protonų pluoštai suspaudžiami prieš susidūrimą, tuo didesnė tikimybė, kad detektoriai užfiksuos retus fizikos procesus. Nauji vidiniai tripletai bus montuojami aplink ATLAS ir CMS – du didžiausius LHC eksperimentus.

CERN aiškina, kad ALICE ir LHCb eksperimentams tokio paties momentinio šviesio padidėjimo nereikia, todėl jų esami magnetai galės likti, nors ir bus atnaujinti.

Pats Didysis hadronų greitintuvas yra maždaug 27 kilometrų ilgio žiedas, kuriame veikia tūkstančiai skirtingų magnetų – dipoliai, kvadrupoliai, sekstupoliai ir kiti. Kiekvienas jų turi konkrečią užduotį valdant dalelių pluoštą.

Naujos kartos magnetų kūrimas buvo technologiškai sudėtingas. CERN anksčiau skelbė, kad naujieji niobio-alavo magnetai pasiekia 11,3 T lauką, palyginti su maždaug 8,6 T dabartiniuose LHC magnetuose. Būtent tai leidžia dar stipriau fokusuoti dalelių pluoštą.

Didžiausias LHC atnaujinimas prieš kitą etapą

Pertvarka vyksta per trečiąjį ilgąjį LHC sustabdymą, vadinamą LS3. Jo metu keičiami ne tik magnetai, bet ir dalis elektros, kriogenikos, spinduliuotės apsaugos bei detektorių infrastruktūros.

CERN jau vasarą pradėjo saugų sistemų išjungimą, o rugsėjį prasidėjo fizinis įrangos demontavimas. Kai kurie iš tunelio iškeliami komponentai sveria dešimtis tonų. Rugsėjo pradžioje CERN pranešė išgabenęs du maždaug 30 tonų svorio spindulio sugėriklius – kiekvieno jų iškėlimas iš tunelio truko apie aštuonias valandas.

Pagal dabartinį CERN grafiką „High-Luminosity LHC“ eksploatacijos etapas turėtų prasidėti apie 2030 metus. Tikimasi, kad per savo veikimo laikotarpį atnaujintas greitintuvas surinks gerokai daugiau duomenų nei dabartinė LHC versija.

Tai svarbu todėl, kad dalis ieškomų reiškinių yra nepaprastai reti. Didesnis susidūrimų skaičius suteikia fizikams daugiau galimybių tiksliau tirti Higso bozoną, standartinio modelio procesus ir ieškoti reiškinių, kurių dabartinės teorijos nepaaiškina.

Taigi teiginys, kad CERN „ardo LHC“, yra techniškai teisingas tik dalinai: šiuo metu iš tiesų išmontuojamos tam tikros greitintuvo sekcijos, tačiau tai daroma tam, kad jų vietą užimtų galingesnė naujos kartos įranga.