Suur hadronite põrkumismasin (LHC) saab oma jõudlusele suure tõuke. Paraku tuleb murrangulise füüsika austajate jaoks kogu töö kaheks aastaks kinni panna, kuni töö on tehtud. Kuid pärast varundamist ja käitamist muudavad selle täiustatud võimalused selle veelgi võimsamaks.
Suure hadronite põrkeseadme olemus on osakeste kiirendamine ja seejärel suunamine kambrites üksteisega põrkuma. Kaamerad ja detektorid on nende kokkupõrgete jaoks välja õpetatud ning tulemusi jälgitakse üksikasjalikult. See kõik seisneb uute osakeste ja osakeste vaheliste uute reaktsioonide avastamises ning osakeste lagunemise jälgimises.
Seda seiskamist nimetatakse pikaks väljalülitamiseks 2 (LS2.) Esimene seiskamine oli LS1 ja see toimus aastatel 2013 kuni 2015. LS1 ajal parandati põrkeseadme võimsust ja ka selle tuvastusvõimalusi. Sama juhtub LS2 ajal, kui insenerid tugevdavad ja uuendavad kogu kiirenduskompleksi ja detektorid. Töö on ettevalmistamisel järgmiseks LHC etapiks, mis algab 2021. aastal. Samuti on ette valmistada 2025. aastal algavaks projektiks, mille nimi on suure helendusega LHC (HL-LHC).
LS1 ja LS2 vahel tehtud katsete sarja nimetatakse teiseks katseks ja see kestis aastatel 2015 kuni 2018. See katse andis muljetavaldavaid tulemusi ja tonni andmeid, mida tuleb veel läbi töötada. CERNi andmetel tekitas teine katse 16 miljonit miljardit prootoni-prootoni kokkupõrget energiaga 13 TeV (teraelektronvolti) ja suuri plii-plii kokkupõrgete andmekogumeid energiaga 5,02 TeV. See tähendab, et CERNi andmearhiivis on salvestatud 1000 aastat 24-tunnist videovoogesitust.
“LHC teine sõit on olnud muljetavaldav…” - Frédérick Bordry, CERNi kiirendite ja tehnoloogia direktor.
LHC teisel katsel saadud katsete tohutu vahemälu hävitab andmed esimesest katsest ja see on kõik, kuna põrkeseadme energiatase on peaaegu kahekordistunud 13 TeV-ni. Põrkeseadme energiataseme tõstmine on raskem ja raskem ning teisel seiskamisel nähakse energiat tõstetud 13 TeV - 14 TeV.
"LHC teine sõit on olnud muljetavaldav, kuna suutsime saavutada oma eesmärkidest ja ootustest palju kaugemale, saades viis korda rohkem andmeid kui esimese katse ajal, enneolematu energiaga 13 TeV," ütles Frédérick Bordry, CERNi kiirendite direktor ja tehnoloogia. "Selle teise pika seiskamisega, mis algab nüüd, valmistame masina ette veelgi suuremateks kokkupõrgeteks 14 TeV projekteeritud energiaga."
LHC on olnud iga meetme puhul edukas. Mitu aastakümmet oli Higgsi bosoni ja Higgsi välja olemasolu füüsikas keskne küsimus. Kuid selle leidmiseks piisavalt võimsa põrkeseadme ehitamiseks vajalikku tehnoloogiat ja tehnikat lihtsalt polnud. LHC ehitamine tegi Higgsi bosoni avastamise võimalikuks 2012. aastal.
“Higgsi boson on eriline osake ...” - Fabiola Gianotti, CERNi peadirektor.
"Lisaks paljudele teistele ilusatele tulemustele on LHC eksperimendid viimaste aastate jooksul teinud tohutut edu Higgsi bosoni omaduste mõistmisel," lisab CERNi peadirektor Fabiola Gianotti. „Higgsi boson on eriline osake, mis on teistest seni täheldatud elementaarsetest osakestest väga erinev; selle omadused võivad anda meile tavamudelist kaugemale kasulikke näiteid füüsikast. ”
Pika teoreetilise Higgsi bosoni avastamine on LHC krooniline saavutus, kuid mitte ainus. Füüsika standardmudeli paljusid osi oli enne LHC ehitamist keeruline katsetada. LHC tulemuste kohta on avaldatud sadu teaduslikke artikleid ja avastatud on mõned uued osakesed, sealhulgas eksootilised viisnurgad ja uus kahe raske kvarkiga osake, nimega “Xicc ++”.
Pärast LS2 versiooniuuendusi alustatakse kolmandat sõitu. Kolmanda etapi üks projektidest on High-Luminosity LHC (HL-LHC) projekt. Heledus on põrkeseadmetes üks kahest peamisest kaalutlusest. Esimene neist on pinge, mida LS2 ajal parandatakse 13 TeV-lt 14 TeV-le. Teine on heledus.
Heledus tähendab suurenenud arvu kokkupõrkeid ja seega ka rohkem andmeid. Kuna paljud asjad, mida füüsikud soovivad jälgida, on väga haruldased, suurendab suurem kokkupõrgete arv nende nägemise tõenäosust. 2017. aasta jooksul tootis LHC umbes kolm miljonit Higgsi bosonit aastas, samal ajal kui High-Luminosity LHC hakkab tootma vähemalt 15 miljonit Higgsi bosonit aastas. See on oluline, kuna kuigi Higgsi bosoni tuvastamine oli tohutu saavutus, ei tea ikkagi paljud füüsikud raskesti mõistetava osakese kohta. Kui toodetakse Higgsi bosoni arv viis korda, õpivad füüsikud palju.
"Teise katse rikkalik saak võimaldab teadlastel otsida väga haruldasi protsesse." - Eckhard Elsen, CERNi teadusuuringute ja arvutustehnika direktor.
Kõik CERN-is LHC teisest käitamisest salvestatud andmed tähendavad, et füüsikud hoitakse LS2 ajal hõivatud. Selles massilises andmekogumises võib peituda asju, mida keegi pole veel näinud. Inimkonna tahkete osakeste füüsikute armee ei saa puhata.
"Teise katse rikkalik saak võimaldab teadlastel otsida väga haruldasi protsesse," ütles CERN-i teadusuuringute ja arvutustehnika direktor Eckhard Elsen. "Nad on hõivatud kogu seiskamise vältel, uurides tohutut andmevalikut võimalike uute füüsika allkirjade kohta, millel pole olnud võimalust ilmneda standardmudeli protsesside domineeriva panuse kaudu. See juhatab meid HL-LHC-sse, kui andmevalim kasvab veel ühe suurusjärgu võrra. ”
- CERNi pressiteade: LHC valmistub uuteks saavutusteks
- CERNi pressiteade: CERNi LHCb-katse teatas eksootiliste viisnurgaosakeste vaatlemisest
- CERNi pressiteade: LHCb-katse on võlus teatada kahe raske kvarkiga uue osakese vaatlusest
- CERNi veebileht: suure heledusega LHC
- CERNi pressiteade: LHC: tugevam masin
- Vikipeedia kanne: Higgsi boson
- CERNi veebileht: standardmudel
