ИНТЕРЕСНОЕ
Друзья

С НАМИ ПОСМЕЯЛИСЬ:

ПОИСК по САЙТУ

Прикольные истории → Завтра состоится запуск Большого адронного коллайдера!

Дата публикации 11-10-2011, 11:36 | Просмотров → 5 052 | Комментариев → 0

Путешествие во времени или конец света? Сам запуск можно увидеть завтра в прямом эфире!


Большой адронный коллайдер - самый удивительный и дорогостоящий научный прибор, когда-либо построенный человеком - готовится к первым экспериментам. Сейчас завершаются последние этапы отладки этого самого большого в мире ускорителя элементарных частиц и уже осенью на нем пройдут их первые столкновения, которые немедленно могут дать сенсационные для мира физики экспериментальные материалы.

Впрочем, как и всегда событие такого масштаба вызывает множество околонаучных разговоров о потенциальной угрозе. И поскольку масштаб запускаемого коллайдера огромен, то и бедствия, которые могут постигнуть Землю в результате этого события, также в описаниях пессимистов ужасны. Тем не менее, ученые, проведя не одно исследование, пришли к выводу, что риск для планеты ничтожен.

Завтра состоиться запуск Большого адронного коллайдера!



Согласно пресс-релизу ЦЕРНа, запуск коллайдера намечен на среду, 10 сентября. Многолетняя работа по созданию отдельных компонентов и их сборки в единое целое подходит к концу. Последние несколько месяцев шло постепенное охлаждение всего ускорителя до рабочей температуры 1,9 К (то есть –271,25°C). Такая низкая температура нужна по двум причинам. С одной стороны, поворотные магниты при такой температуре не только переходят в сверхпроводящее состояние, но и могут держать очень сильное магнитное поле без разрушения сверхпроводимости. С другой стороны, жидкий гелий, который пропитывает электропроводку этих магнитов, становится сверхтекучим и охлаждает ее очень эффективно. Охлаждение магнитов необходимо, поскольку из протонных пучков время от времени будут выбиваться протоны, которые, пронзая магниты, будут греть их.

Примерно к середине августа охлаждение было завершено и начались тесты электрооборудования магнитов. Текущая температура во всех восьми секторах LHC показана на странице Cooldown Status. Все процедуры, проводящиеся с LHC, можно отслеживать на странице Machine checkout Calendar.

Параллельно с охлаждением последних секторов LHC были успешно проведены две серии тестов системы «впрыскивания» протонов из предварительного ускорителя SPS в основное кольцо LHC. 8–10 августа была протестирована линия передачи Tl2 (показана бордовым цветом на схеме), а 22–24 августа — линия передачи Tl8 (показана синим цветом). В процессе каждого теста протонные пучки не только вошли в основное кольцо LHC, но и прошли один сектор (то есть до точек 3 и 7 соответственно), где были поглощены защитными экранами — коллиматорами. Кстати, во время второго теста, когда протонные пучки проходили через детектор LHCb, в самом детекторе были зарегистрированы события столкновения протонов с остаточными молекулами газа в вакуумной камере (см. рисунок вверху). Краткую сводку результатов этих тестов см. в нашей ленте новостей LHC, а все технические подробности можно найти на официальной странице LHC Injection Tests.

Сами детекторы уже перешли на круглосуточный режим обслуживания: в их пультовых непрерывно, в том числе и ночью, присутствует несколько человек, следящих за функционированием всех систем детекторов.


Что предстоит сделать в ближайшие дни

В конце следующей недели закончатся последние манипуляции с «железом» детекторов. Это, впрочем, не означает, что детекторы будут готовы к работе на все 100% — кое-что будет доделано во время зимнего перерыва. Однако в целом детекторы будут собраны и будут готовы к приему первых событий. Примерно 4–5 сентября экспериментальные залы будут запечатаны, в ускорительной трубе будет создан достаточно глубокий вакуум, и LHC будет готов к последним проверкам.


В выходные, с 5-го по 7 сентября, будет проведен третий, заключительный тест системы инжекции протонов (подробности см. всё на той же странице LHC Injection Tests). Тщательный анализ предыдущих тестов показал, что магнитную систему надо слегка подкорректировать для выправления орбиты пучка. Новая серия тестов позволит убедиться, что внесенные исправления действительно улучшают поведение пучков.


Затем 8 и 9 сентября будут проведены последние проверки всей инфраструктры LHC, и после них ускоритель будет готов к полноценному запуску.


Расписание на 10 сентября


Если за оставшиеся дни не возникнет ничего непредвиденного, то в среду утром 10 сентября состоится запуск протонных пучков в ускоритель. LHC будет считаться работающим, когда в нём начнут устойчиво циркулировать протонные пучки, пусть даже и без столкновений друг с другом.


Первый запуск протонного пучка в этот день будет произведен в 9:30 утра по центральноевропейскому времени (в 11:30 по московскому). Заранее трудно спрогнозировать, насколько успешно пойдет процесс запуска, но задача-минимум на этот день — проследить, что протонные сгустки обоих направлениях проходят хотя бы один полный оборот. Запускать протонный пучок в коллайдер будут постепенно, сектор за сектором. Вначале пучок по линии передачи будет выведен из предварительного ускорителя и упрется в защитные экраны на входе в LHC. Затем экраны уберут, и пучок пройдет по дуге до ближайшей контрольной точки, где будет поглощен коллиматорами (этот этап был уже пройден в ходе тестов системы инжекции). Если в этой точке траектория будет в порядке, то коллиматоры раздвинутся, и пучок пойдет дальше, до следующей контрольной зоны, где повторится проверка траектории.


Критический момент наступит, когда на пути протонов уберут последние заслонки, и, сделав полный оборот, пучок пойдет на следующий круг. С одной стороны, орбита замкнется, и задача-минимум будет выполнена. Но дальше может возникнуть такая ситуация, что магнитная система начнет «раскачивать» поперечные колебания пучка. Тогда он за несколько оборотов потеряет стабильность и сойдет с орбиты. Если электроника это заметит, то для предотвращения нежелательных последствий пучок будет тут же «сброшен» — то есть он будет выведен наружу по специальному каналу и поглощен специальным массивным блоком. Поэтому может случиться так, что состояние «LHC запущен и работает» продлится лишь краткое мгновение (напомним, что на один оборот вокруг кольца LHC протонам потребуется менее одной десятитысячной доли секунды).


Задача-максимум на этот день: вывести и удерживать сгусток протонов на орбите в течение длительного (по человеческим меркам) времени. Возможно, удастся даже удерживать сразу два сгустка, циркулирующих во встречных направлениях. Это будет означать, что вся сложная многоэлементная система магнитного управления пучком была собрана верно, что она не «раскачивает» пучок, а наоборот, успешно сдерживает его колебания.


Развитие событий 10 сентября будут освещаться многими СМИ, в том числе телеканалом Евровидение в прямом эфире. Начиная с 8:30 утра заработает онлайн-трансляция через сервис webcast. Подробности мероприятий см. на странице LHC First beam.



Что последует дальше



Завтра состоиться запуск Большого адронного коллайдера!



После того как будет достигнута стабильная циркуляция пучка в LHC, начнется этап тестирования работающего коллайдера. Будет измерена апертура ускорительного кольца (то есть ширина того просвета, внутри которого пучок может колебаться без угрозы для стенок вакуумной камеры и аппаратуры), будет проверен отклик траектории пучка на те или иные коррекции магнитного поля, будет отлажена процедура разгона протонов до энергии 5 ТэВ. Иными словами, это будет период изучения параметров самого LHC.


Детекторы в это время тоже не будут простаивать. Ожидается, что даже без протон-протонных столкновений они будут регистрировать редкие соударения протонов с остаточными молекулами газа в вакуумной камере. Детектирование таких событий будет использоваться для проверки согласованной работы и отладки разных компонентов детекторов.


Сейчас обсуждается возможность устроить первые протон-протонные столкновения уже через 1-2 недели после запуска LHC. Поскольку ускорительная секция еще не будет отлажена к тому времени, протоны будут обладать той энергией, которую они имели при инжекции в LHC, то есть это будут столкновения с полной энергией 0,9 ТэВ. Даже короткий сеанс таких столкновений будет очень полезен для отладки детекторов.


Для полной отладки ускорителя потребуется ориентировочно около двух месяцев, поэтому первых столкновений на полной энергии 10 ТэВ следует ожидать не ранее конца октября.


Напоминаем, что за всеми интересными событиями на LHC мы следим в ленте новостей LHC.



Завтра состоиться запуск Большого адронного коллайдера!

  (Рейтинг статьи: 0 из 5;  голосов: 0)