Veľký Hadron Collider (LHC) získava veľké zvýšenie svojej výkonnosti. Bohužiaľ, pre fanúšikov priekopníckej fyziky musí byť celá vec počas práce odstavená na dva roky. Keď sa však zálohuje a beží, vďaka vylepšeným funkciám sa stane ešte silnejšou.
Podstatou Large Hadron Collider je urýchliť častice a potom ich nasmerovať, aby sa navzájom zrážali v komorách. Kamery a detektory sú trénované na tieto kolízie a výsledky sú monitorované v minútach detailne. Je to všetko o objavovaní nových častíc a nových reakciách medzi časticami a sledovaní toho, ako sa častice rozpadajú.
Toto vypnutie sa nazýva Long Shutdown 2 (LS2.). Prvé vypnutie bolo LS1 a uskutočnilo sa medzi rokmi 2013 a 2015. Počas LS1 sa zlepšil výkon kolízora, a tak sa zlepšili aj jeho detekčné schopnosti. To isté sa stane počas LS2, keď inžinieri posilnia a vylepšia celý komplex urýchľovača a detektory. Práca sa pripravuje na ďalší beh LHC, ktorý sa začne v roku 2021. Je to tiež príprava na projekt s názvom High-Luminosity LHC (HL-LHC), ktorý sa začína v roku 2025.
Priebeh experimentov uskutočňovaných medzi LS1 a LS2 sa nazýva druhý cyklus, ktorý prešiel od roku 2015 do roku 2018. Tento priebeh priniesol niektoré pôsobivé výsledky a ešte stále je potrebné spracovať veľa údajov. Podľa CERN-u sa v druhej sérii vytvorilo 16 miliónov miliárd protón-protónových zrážok pri energii 13 TeV (tera-elektrónové napätie) a veľké súbory údajov pre zrážky typu olovo a elektróda pri energii 5,02 TeV. To znamená, že v archíve údajov spoločnosti CERN je uložených ekvivalentných 1 000 rokov nepretržitého streamovania videa.
„Druhý beh LHC bol pôsobivý…“ - Frédérick Bordry, riaditeľ CERN pre urýchľovače a technológie.
Obrovská vyrovnávacia pamäť dát z experimentov počas druhého behu LHC zakrýva údaje z prvého behu, a to všetko preto, že energetická úroveň zrážača sa takmer zdvojnásobila na 13 TeV. Zvyšuje sa energetická hladina kolízora a je ťažšie a ťažšie. Pri tomto druhom odstavení sa energia zvýši z 13 TeV na 14 TeV.
„Druhý beh LHC bol pôsobivý, keďže sme mohli dosiahnuť oveľa nad rámec našich cieľov a očakávaní a produkovať päťkrát viac údajov ako v prvom behu, s bezprecedentnou energiou 13 TeV,“ povedal Frédérick Bordry, riaditeľ CERN pre urýchľovače. a technológie. "Pri tomto druhom dlhom odstavení, ktoré sa začína teraz, pripravíme stroj na ešte viac zrážok pri konštrukčnej energii 14 TeV."
LHC bol každým krokom úspešný. Už niekoľko desaťročí bola existencia Higgsovho bozónu a Higgsovho poľa ústrednou otázkou vo fyzike. Technológia a inžinierstvo si však vyžadovali vybudovanie dostatočne silného nárazníka na to, aby sa zistilo, že jednoducho nie je k dispozícii. Výstavba LHC umožnila objav Higgsovho bozónu v roku 2012.
„Higgsov bozón je špeciálna častica ...“ - Fabiola Gianotti, generálna riaditeľka CERN.
„Okrem mnohých ďalších krásnych výsledkov dosiahli experimenty LHC za posledných niekoľko rokov obrovský pokrok v porozumení vlastností Higgsovho bozónu,“ dodáva Fabiola Gianotti, generálna riaditeľka CERN. „Higgsov bozón je špeciálna častica, veľmi odlišná od ostatných doteraz pozorovaných elementárnych častíc; jeho vlastnosti nám môžu poskytnúť užitočné informácie o fyzike nad rámec štandardného modelu. “
Objav dlho-teoretizovaného Higgsovho bozónu je úspechom LHC, ale nie je to jediný. Pred postavením LHC bolo ťažké otestovať veľa častí štandardného modelu fyziky. O výsledkoch LHC boli publikované stovky vedeckých prác a objavili sa niektoré nové častice vrátane exotických pentaquarkov a novej častice s dvoma ťažkými kvarkmi, nazvanej „Xicc ++“.
Po inováciách v LS2 sa spustí tretí chod. Jedným z projektov v treťom behu je projekt LHC s vysokou svietivosťou (HL-LHC). Svietivosť je jedným z dvoch hlavných aspektov zrážok. Prvým je napätie, ktoré sa počas LS2 zlepšuje z 13 TeV na 14 TeV. Druhým je svietivosť.
Jasnosť znamená zvýšený počet kolízií, a teda aj viac údajov. Pretože veľa vecí, ktoré fyzici chcú pozorovať, je veľmi zriedkavých, vyšší počet zrážok zvyšuje pravdepodobnosť ich videnia. Počas roku 2017 vyprodukovala LHC ročne približne tri milióny bosónov Higgs, zatiaľ čo LHC s vysokou svietivosťou bude ročne produkovať najmenej 15 miliónov bigónov Higgs. Je to dôležité, pretože aj keď to bol obrovský úspech pri detekcii Higgsovho bozónu, stále existuje veľa fyzikov, ktorí nepoznajú nepolapiteľnú časticu. Fyzikmi sa naučia veľa toho, že zrušia počet vyrobených Higgsových bozónov.
"Bohatá úroda druhého pokusu umožňuje vedcom hľadať veľmi zriedkavé procesy." - Eckhard Elsen, riaditeľ pre výskum a výpočty v CERN.
Všetky údaje uložené v CERN od druhého cyklu LHC znamenajú, že fyzici budú počas LS2 zaneprázdnení. V tejto masívnej zbierke údajov môžu byť skryté veci, ktoré zatiaľ nikto nevidel. Pre dychtivú armádu časticových fyzikov nebude existovať odpočinok.
„Bohatá úroda druhého cyklu umožňuje vedcom hľadať veľmi zriedkavé procesy,“ uviedol Eckhard Elsen, riaditeľ pre výskum a výpočty v CERN. „Počas vypínania budú zaneprázdnení skúmaním obrovskej vzorky údajov, či neobsahujú možné podpisy novej fyziky, ktorá nemala šancu sa vymaniť z dominantného prínosu procesov štandardného modelu. Toto nás zavedie do HL-LHC, keď sa vzorka údajov zvýši o ďalšiu veľkosť. “
- Tlačová správa CERN: LHC sa pripravuje na nové úspechy
- Tlačová správa CERN: Experiment LHCb v CERNe hlási pozorovanie exotických častíc pentaquarku
- Tlačová správa CERN: Experiment LHCb ohlásil pozorovanie novej častice s dvoma ťažkými kvarkami
- Webová stránka CERN: LHC s vysokou svietivosťou
- Tlačová správa CERN: LHC: Silnejší stroj
- Wikipedia Záznam: Higgsov bozón
- Webová stránka CERN: Štandardný model
