Большой адронный коллайдер объединяет атомы уже почти десять лет и делает некоторые невероятные открытия в этом процессе. Теперь, серьезная модернизация одного из его детекторов в сочетании с недавним повышением мощности коллайдера обещает сделать крупнейшую в мире машину еще лучше для раскрытия субатомных тайн вселенной.
Вчера, по словам Пола Ринкона из BBC, инженеры на коллайдере обменяли большой компонент, известный как «пиксельный трекер», в компактном мюонном соленоиде (CMS), одном из главных экспериментов вдоль овала LHC. Сложность и деликатный характер этой процедуры делают ее сопоставимой с операцией на открытом сердце с помощью массивного научного инструмента, который пересекает границу между Швейцарией и Францией, сообщает Ринкон.
Коллайдер использует 1200 магнитов для направления двух пучков частиц, движущихся почти со скоростью света вокруг овала длиной 16 миль. Затем исследователи пересекают эти лучи, что приводит к столкновениям при высоких энергиях, которые иногда обнаруживают новые типы частиц. Открытия, сделанные на LHC, включают хваленый бозон Хиггса, а также другие экзотические частицы, включая пятиугольники и антикварки. На пути пучка частиц находятся четыре основных детектора, включая CMS, которые улавливают сигналы от различных типов частиц, создаваемых столкновениями.
Необходимость в обновлении CMS является следствием недавнего обновления самого суперколлайдера. В 2015 году, после двух лет повторной настройки, LHC начал работать при 14 теравольтах, что почти вдвое больше энергии, чем у 8 теравольтов, с которыми он работал в течение своих первых нескольких лет. Работая на более низком уровне энергии, детектор CMS может отображать пути 25 или 30 заряженных частиц за раз, делая приблизительно 40 миллионов изображений в секунду, записывая их как наложенные изображения, которые должны были распутываться.
Столкновения с более высокой мощностью приведут к удвоенному количеству путей частиц, что означает, что CMS должна собирать еще больше данных. Новый пиксельный трекер позволит CMS сделать это. «Это все равно, что заменить 66-мегапиксельную камеру на 124-мегапиксельную камеру», - говорит Ринкон, технический координатор CMS Остин Болл. «Есть аналогия с камерой - это система трехмерного изображения. Но дело в том, что новая система более эффективна для устранения последствий наложения нескольких столкновений друг на друга ».
Вчера команда закончила установку нового пиксельного трекера. Но это только первый шаг. Они должны проверить его и убедиться, что он работает правильно, прежде чем LHC снова включится 1 мая. «Это как дата запуска спутника», - говорит Болл Райану Ф. Мандебауму в Gizmodo. «Последние несколько месяцев были захватывающими, потому что мы были под большим давлением времени. Сегодня, чтобы найти его правильно установленным на бампе, это важный кульминационный день ».
Опять же, невероятно сложный LHC известен своими задержками. Он даже не начал работать, пока не прошло более двух лет после его первоначальной даты запуска. С тех пор проблемы, включая короткие замыкания, множественные суицидальные ласки и птицу, несущую багет, привели ко многим меньшим остановкам и задержкам.
Согласно пресс-релизу CERN, Европейской организации по ядерным исследованиям, которая управляет LHC, новое устройство в конечном итоге будет заменено пиксельным трекером третьего поколения, когда LHC подвергнется еще одному крупному обновлению, примерно к 2020 году.
