Rapporto sull'acceleratore: raggi iniettati nell'LHC prima delle collisioni di ioni pesanti

L'LHC riprende la produzione del fascio, in seguito alla riparazione della perdita di vuoto della tripletta interna, e si prepara per le collisioni di ioni pesanti

31 agosto 2023

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Di Rende Steerenberg

Il 30 agosto, i fasci sono stati nuovamente iniettati nel Large Hadron Collider (LHC), leggermente in anticipo rispetto al programma rivisto. Saranno ora necessari alcuni giorni per rimettere in servizio la macchina con il raggio, riconvalidare i sistemi di sicurezza della macchina e mettere a punto tutti i parametri della macchina per garantire che sia pronta a fornire ancora una volta i raggi per la ricerca fisica.

In seguito alla riparazione della perdita di vuoto della tripletta interna avvenuta il 1° agosto, l'LHC ha completato il suo raffreddamento il 22 agosto. Ciò ha consentito di effettuare test di alimentazione, una sequenza di valutazioni predefinite delle apparecchiature LHC per riconvalidarne la disponibilità per il funzionamento regolare. Di solito, l'addestramento allo spegnimento del magnete fa parte del test di alimentazione successivo a un ciclo di riscaldamento e raffreddamento. Tuttavia in questa occasione, quando è stato eseguito il ciclo nominale e una corrente fino a 11.600 A scorreva attraverso i dipoli magnetici, nessuno di essi ha subito uno spegnimento. Questo risultato non era del tutto inaspettato, dato che la maggior parte della macchina è stata mantenuta fredda e la temperatura dell'arco 7-8 è rimasta al di sotto degli 80 Kelvin. Questa soglia di temperatura è fondamentale, poiché segna il punto oltre il quale l’alterazione delle sollecitazioni meccaniche all’interno dei magneti diventa significativa.

Il programma dell'LHC è stato rivisto in seguito alle discussioni tra i rappresentanti degli esperimenti dell'LHC e i team delle macchine dell'LHC. Abbiamo concluso che il regolare funzionamento dei protoni si è concluso con l'emergere della perdita, poiché il ripristino del funzionamento ad alta intensità del fascio di protoni a 6,8 TeV comporterebbe tempi di configurazione e riconvalida sostanziali. Di conseguenza, per il resto dell'anno l'attenzione si concentrerà sulla fisica degli ioni pesanti, già prevista per la fine dell'anno. Ciò sarà completato da esperimenti di fisica speciale relativamente brevi con protoni, come scansioni di Van de Meer per calibrare le misurazioni di luminosità degli esperimenti e collisioni di protoni con fasci fortemente defocalizzati nei punti di interazione (stella beta alta) negli esperimenti, insieme con una sessione ridotta di sviluppo delle macchine, inizialmente prevista per la seconda metà di luglio.

Il programma sugli ioni pesanti, a partire dalla settimana 37, si compone di due parti. Il primo è un test di riferimento protone-protone a un'energia di 2,68 TeV, seguito dal test vero e proprio con collisioni di ioni di piombo in tutti e quattro i grandi esperimenti LHC. Originariamente previsto per quattro settimane, il periodo di collisione degli ioni di piombo è stato ora prolungato di un'ulteriore settimana. Gli ultimi fasci di ioni di piombo del 2023 verranno poi scaricati lunedì 30 ottobre alle 6 del mattino, segnando l'inizio della sosta invernale per l'intero complesso dell'acceleratore del CERN. Fino ad allora, l’attesa è alta per un periodo di fisica impegnativo, stimolante e soprattutto di successo.

La ripresa del funzionamento del raggio non è solo gratificante per la comunità dei fisici, ma anche per tutte le persone che hanno lavorato duro e pensato fuori dagli schemi per riparare la perdita di vuoto senza precedenti in un tempo molto più breve rispetto alle procedure standard. sarebbe stato applicato. Questo risultato sottolinea la forza, la qualità e lo spirito innovativo dei team scientifici e tecnici del CERN.