The Big Hadron Collider (LHC) primește un impuls major performanței sale. Din păcate, pentru fanii fizicii de ultimă oră, totul trebuie să fie închis timp de doi ani, în timp ce lucrul este terminat. Dar, după ce va fi creat și să funcționeze, capacitățile sale îmbunătățite îl vor face și mai puternic.
Esența marelui colizor de Hadron este să accelereze particulele și apoi să le direcționeze să se ciocnească între ele în camere. Camerele și detectoarele sunt instruite cu privire la aceste coliziuni, iar rezultatele sunt monitorizate în detaliu minut. Este vorba doar despre descoperirea de particule noi și reacții noi între particule și de a privi cum se descompun particulele.
Această oprire se numește Long Shutdown 2 (LS2.) Prima oprire a fost LS1 și a avut loc între 2013 și 2015. În timpul LS1, puterea colizorului a fost îmbunătățită, la fel și capacitățile sale de detectare. Același lucru se va întâmpla și în timpul LS2, când inginerii vor consolida și moderniza întregul complex de acceleratoare și detectoare. Lucrările sunt în pregătire pentru următoarea derulare a LHC, care va începe în 2021. De asemenea, trebuie să se pregătească pentru un proiect numit proiectul High-Luminosity LHC (HL-LHC), care începe în 2025.
Procesul de experimente efectuat între LS1 și LS2 se numește a doua rulare și s-a derulat din 2015 până în 2018. Această rulare a produs câteva rezultate impresionante și o mulțime de date încă trebuie prelucrate. Conform CERN, a doua rulare a produs 16 milioane de miliarde de coliziuni proton-proton la o energie de 13 TeV (tera-electron volți) și seturi de date mari pentru coliziuni cu plumb la o energie de 5,02 TeV. Aceasta înseamnă că există echivalentul a 1.000 de ani de streaming video 24/7 stocate în arhiva de date a CERN.
„Cea de-a doua etapă a LHC a fost impresionantă ...” - Frédérick Bordry, director CERN pentru acceleratoare și tehnologie.
Cache-ul enorm de date din experimentele din timpul celei de-a doua rulări a LHC scutește datele din prima rulare și totul se datorează faptului că nivelul de energie al colizorului a fost aproape dublat la 13 TeV. Devine din ce în ce mai greu să crești nivelul de energie al unui colizor și această a doua oprire va vedea energia ridicată de la 13 TeV la 14 TeV.
"A doua etapă a LHC a fost impresionantă, deoarece am putea să depășim cu mult peste obiectivele și așteptările noastre, producând de cinci ori mai multe date decât în timpul primei runde, la energia fără precedent de 13 TeV", a spus Frédérick Bordry, directorul CEL pentru acceleratoare. și Tehnologie. „Cu această a doua oprire lungă începând acum, vom pregăti mașina pentru și mai multe coliziuni la energia de proiectare de 14 TeV.”
Cu fiecare măsură, LHC a fost un succes. Timp de câteva decenii, existența bosonului Higgs și a câmpului Higgs a fost problema centrală în fizică. Dar tehnologia și ingineria necesare pentru a construi un colizor suficient de puternic pentru a găsi că pur și simplu nu era disponibil. Construcția LHC a făcut posibilă descoperirea bosonului Higgs în 2012.
„Bosonul Higgs este o particulă specială ...” - Fabiola Gianotti, directorul general al CERN.
„Pe lângă multe alte rezultate frumoase, în ultimii ani experimentele LHC au înregistrat progrese extraordinare în înțelegerea proprietăților bosonului Higgs”, adaugă Fabiola Gianotti, directorul general al CERN. „Bosonul Higgs este o particulă specială, foarte diferită de celelalte particule elementare observate până acum; proprietățile sale ne pot oferi indicații utile despre fizică dincolo de modelul standard. ”
Descoperirea bosonului Higgs teoretizat de multă vreme este realizarea încununată a LHC, dar nu și singura sa. Multe părți ale modelului standard de fizică au fost greu de testat înainte de construirea LHC. Sute de lucrări științifice au fost publicate pe rezultatele LHC și au fost descoperite câteva particule noi, inclusiv pentaquark-urile exotice și o particulă nouă cu doi quark-uri grele, denumită „Xicc ++”.
După actualizările în LS2, a treia alergare va începe. Unul dintre proiectele din a treia etapă este proiectul High-Luminosity LHC (HL-LHC). Luminozitatea este una dintre cele două considerente principale în colizorii. Prima este tensiunea, care este îmbunătățită de la 13 TeV la 14 TeV în timpul LS2. Cealaltă este luminozitatea.
Luminozitatea înseamnă un număr crescut de coliziuni și, prin urmare, mai multe date. Deoarece multe dintre lucrurile pe care fizicienii doresc să le observe sunt foarte rare, un număr mai mare de coliziuni crește șansele de a le vedea. Pe parcursul anului 2017, LHC a produs aproximativ trei milioane de bosoni Higgs pe an, în timp ce High Luminosity LHC va produce cel puțin 15 milioane de bosoni Higgs pe an. Acest lucru este important deoarece, deși a fost o realizare uriașă detectarea bosonului Higgs, există încă mulți fizicieni care nu știu despre particulele evazive. Prin quintuplicarea numărului de bosone de Higgs produse, fizicienii vor învăța multe.
„Recolta bogată din a doua etapă permite cercetătorilor să caute procese foarte rare.” - Eckhard Elsen, director pentru cercetare și informatică la CERN.
Toate datele stocate la CERN din a doua operațiune a LHC vor însemna că fizicienii vor fi ocupați în timpul L22. Poate exista lucruri ascunse în acea colecție masivă de date pe care nimeni nu le-a văzut încă. Nu va fi nicio odihnă pentru armata nerăbdătoare a fizicienilor de particule.
„Recolta bogată a celei de-a doua perioade permite cercetătorilor să caute procese foarte rare”, a declarat Eckhard Elsen, director pentru cercetare și calcul la CERN. „Vor fi ocupați pe tot parcursul închiderii examinând uriașul eșantion de date pentru posibile semnături ale fizicii noi care nu au avut șansa să iasă din contribuția dominantă a proceselor modelului standard. Acest lucru ne va ghida către HL-LHC atunci când eșantionul de date va crește cu încă un ordin de mărime. "
- Comunicat de presă CERN: LHC se pregătește pentru noi realizări
- Comunicat de presă CERN: Experimentul LHCb al CERN raportează observarea particulelor exotice de pentaquark
- Comunicat de presă CERN: Experimentul LHCb este fermecat pentru a anunța observarea unei noi particule cu două quark-uri grele
- Pagina web CERN: LHC cu luminozitate ridicată
- CERN Comunicat de presă: LHC: O mașină mai puternică
- Intrare Wikipedia: Boson Higgs
- Pagina web CERN: Modelul standard
