Informe del acelerador: Rayos inyectados en el LHC antes de fuertes colisiones de iones

El LHC reanuda la producción de haces, tras la reparación de la fuga de vacío del triplete interno, y se prepara para fuertes colisiones de iones

31 agosto, 2023

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Por Rende Steerenberg

El 30 de agosto se volvieron a inyectar rayos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), ligeramente antes de lo previsto. Ahora se necesitarán unos días para volver a poner en servicio la máquina con la viga, revalidar los sistemas de seguridad de la máquina y ajustar todos los parámetros de la máquina para garantizar que esté lista para entregar vigas para la investigación de física una vez más.

Tras la reparación de la fuga de vacío del triplete interno el 1 de agosto, el LHC completó su enfriamiento el 22 de agosto. Esto permitió realizar pruebas de alimentación: una secuencia de evaluaciones predefinidas del equipo del LHC para revalidar su preparación para el funcionamiento regular. Por lo general, el entrenamiento de enfriamiento magnético es parte de la prueba de potencia después de un ciclo de calentamiento y enfriamiento. Sin embargo, en esta ocasión, cuando se ejecutó el ciclo nominal y una corriente de hasta 11 600 A fluyó a través de los imanes dipolo, ninguno de ellos experimentó un enfriamiento. Este resultado no fue del todo inesperado, dado que la mayor parte de la máquina se mantuvo fría y la temperatura del arco 7-8 se mantuvo por debajo de 80 Kelvin. Este umbral de temperatura es crucial, ya que marca el punto más allá del cual la alteración de las tensiones mecánicas dentro de los imanes se vuelve significativa.

El calendario del LHC ha sido revisado tras las discusiones entre los representantes de los experimentos del LHC y los equipos de máquinas del LHC. Concluimos que el funcionamiento regular de protones terminó con la aparición de la fuga, ya que restablecer la operación de alta intensidad del haz de protones a 6,8 TeV implicaría un tiempo sustancial de configuración y revalidación. En consecuencia, la atención durante el resto del año se centrará en la física de iones pesados, que ya estaba prevista para finales de año. Esto se complementará con experimentos físicos especiales relativamente breves con protones, como escaneos de Van de Meer para calibrar las mediciones de luminosidad de los experimentos y colisiones de protones con rayos fuertemente desenfocados en los puntos de interacción (estrella beta alta) en los experimentos, además de con una sesión condensada de desarrollo de máquinas, que inicialmente estaba prevista para la segunda quincena de julio.

El programa de iones pesados, que comenzará en la semana 37, consta de dos partes. El primero es un ensayo de referencia protón-protón a una energía de 2,68 TeV, seguido del ensayo real con colisiones de iones de plomo en los cuatro grandes experimentos del LHC. Este período de colisión de iones de plomo, inicialmente previsto para cuatro semanas, se ha ampliado ahora una semana más. Los últimos haces de iones de plomo de 2023 se lanzarán el lunes 30 de octubre a las 6 de la mañana, lo que marcará el inicio de la parada invernal de todo el complejo de aceleradores del CERN. Hasta entonces, hay mucha expectación por un período de física intenso, desafiante y, sobre todo, exitoso.

La reanudación de la operación del haz no solo es gratificante para la comunidad física, sino también para todas las personas dedicadas que han trabajado duro y pensado de manera innovadora para reparar la fuga de vacío sin precedentes en un tiempo mucho más corto que con los procedimientos estándar. se hubiera aplicado. Este logro subraya la fuerza, la calidad y el espíritu innovador de los equipos científicos y técnicos del CERN.