SLOBODA JE ODGOVORNOST

24/09/2022

SLOBODA JE ODGOVORNOST

U CERNU OSMIŠLJEN SNAŽNIJI AKCELERATOR OD LHC-a

Maximilien Brice; Michael Hoch; Joseph Gobin, CERN

Cernov Veliki hadronski sudarač (LHC) ponovno je uključen nakon trogodišnjeg perioda tehničkog zatvaranja. Stručnjaci u poznatoj istraživačkoj ustanovi pokrenuli su moćni akcelerator krajem travnja, a fizika Run 3 započela je početkom srpnja. Cijeli proces tekao je na najvišoj energetskoj razini ikada postignutoj u akceleratoru.

Očekuje se da će LHC eksperimenti prikupiti toliko podataka o prirodi na najmanjim razinama da se to može mjeriti u petabajtima. Dok tisuće suradnika rade na Standardnom modelu fizike čestica i uvijek su u potrazi za novom fizikom, stvarima poput supersimetrije, tamne tvari ili čak neotkrivenih novih čestica, istraživači Cerna pripremaju sljedeću iteraciju LHC-a.

Priprema za još više energije

U kasnijem dijelu 2020-ih, LHC će raditi kao High-Luminosity LHC, nadograđena verzija originalnog akceleratora. Nadograđeni akcelerator će sudarati više protona s većom svjetlinom (povećanje energije snopa čestica, slično korištenju povećala za fokusiranje sunčevih zraka i izazivanje požara) nego ikada prije. Znanstvenici očekuju čak pet do sedam puta više sudara nego prije nadogradnji. Također se poboljšava oprema koja detektira osvjetljenje. Znanstvenici rade na poboljšanju detektora kako bi se nosili s povećanom svjetlinom. Detektori rade sada i do kraja 2030. i dosegnut će faktor podataka koji je 20 puta veći od današnjeg.

Kompaktni mionski solenoid (CMS) je detektor opće namjene koji se koristi u LHC-u. CMS eksperiment, uz Atlas eksperiment, nadograđuje nekoliko sustava. Dijelovi laboratorija diljem svijeta ulažu velike napore, uključujući sveučilišta, pa čak i Ministarstvo energetike SAD-a. Svi su uključeni u ažuriranje detektora. Sve to znači da će CMS znanstvenici moći bolje mjeriti i rekonstruirati interakciju čestica s detektorom. Povećano razumijevanje načina na koji čestice i detektori međusobno djeluju moglo bi ponuditi više uvida, pa čak i potencijalnih novih otkrića o tome kako svemir funkcionira.

Detektor se nadograđuje

CMS tracker je proces crtanja grafikona koji prati kako se čestica kreće kroz magnetsko polje. Unutarnji detektor piksela i vanjski detektor trake bit će potpuno zamijenjeni. Tragač je dio CMS detektora najbliži mjestu gdje se sudaraju protonske čestice LHC-a, u srcu detektora. Glavni razlog zašto su potrebne nadogradnje u ovom najunutrašnjijem području je to što će se HL-LHC mnogo brže sudarati s protonima, a staze protona će se brzo susresti jedna s drugom i gomilati.

Jedan od najnovijih dodataka detektoru je detektor piksela. Detektor piksela ima finiju granulaciju. Stoga stope moraju biti veće, kao i granularnost. To je zato što se putanje čestica odvijaju brže, a povećanje granularnosti i brzina pomoći će u stvarnom otkrivanju pojedinačnih čestica. Inače, čestice prolaze kroz detektor tako brzo da su rezultirajuće slike čestica samo mrlje.

Postoji nekoliko drugih slojeva detektora. Detektori vremena namijenjeni su da daju precizna vremena gibanju duž staza čestica. CMS okidač i prikupljanje podataka odabire potencijalno najzanimljivije događaje sudara i zatim bilježi relevantne podatke. Odbacuje benignije događaje kako bi ogromne količine slikovnih informacija bile podložne rukovanju.

CMS je opremljen kalorimetrima. Cijevni i završni kalorimetri detektiraju i mjere energetske potpise čestica. Uz nevjerojatno finu prostornu i izvanrednu vremensku rezoluciju, kalorimetar omogućuje preciznu reprodukciju ogromnog broja proizvedenih čestica.

Prikupljaju se informacije o mionima, što je bitan dio CMS-a. Kao što je ime Compact Muon Solenoid, mioni iz sudara čestica mogu putovati na velike udaljenosti, a ovaj dio detektora nalazi se izvan kalorimetara. Nadogradnje uključuju poboljšano vrijeme i razlučivost za otkrivanje miona koji izlaze iz zrake pod širim kutovima.

Sve te nadogradnje i poboljšanja godinama su proučavali suradnici. Sada se proces njihovog dodavanja izvodi u fazama, s ciljem da se završi do kraja 2029.

Izvor: InterestingEngineering / Stjepan Vicinanza

Prijašnja objava

POVIJESNI PODUHVAT HRVATA U SVEMIR UZ MISIJU CroCube

Slijedeća objava

VAŽNO JE ZNATI S KIM KOMUNICIRATE

Možda će Vas interesirati i ovo:

NEUTRINSKA ZVIJEZDA

Astronomi su nedavno otkrili najmasivniju neutronsku zvijezdu do sada, gotovo na teoretskoj granici za takve zvijezde. Ali to je samo veličina malog grada. Istraživači koji su koristili teleskop Green Bank nedavno su otkrili zvijezdu nazvanu […]

ŠIRI LI SE SVEMIR BRŽE OD OČEKIVANOG?

Na sastanku Američkog astronomskog društva, Hopkinsov astrofizičar Adam Riess rekao je da bi neslaganje u izračunu moglo biti uzrokovano postojanjem sterilnog neutrina. Dijagram prikazuje jako svjetlo na lijevom kraju, zatim eksploziju čestica koje se brzo […]