История строительства и эксплуатации LHC — перечень основных этапов монтажа, наладки и эксплуатации оборудования Большого адронного коллайдера.
Идея проекта Большого адронного коллайдера родилась в 1984 году и была официально одобрена десятью годами позже. Его строительство началось в 2001 году, после окончания работы предыдущего ускорителя — Большого электрон-позитронного коллайдера[1].
Информация в этом разделе устарела. |
Стиль этого раздела неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. |
Эта статья или раздел нуждается в переработке. |
11 августа 2008 года успешно завершена первая часть предварительных испытаний[2]. Во время испытаний пучок заряженных частиц прошёл чуть более трёх километров по одному из колец БАК. Таким образом, учёным удалось проверить работу синхронизации предварительного ускорителя, так называемого протонного суперсинхротрона (SPS), и системы правой доставки луча. Эта система передаёт в основное кольцо разогнанные пучки таким образом, что они начинают двигаться по кольцу по часовой стрелке. В результате испытаний удалось оптимизировать работу системы.
24 августа прошёл второй этап испытаний. Была протестирована инжекция протонов в ускорительное кольцо БАК в направлении против часовой стрелки[3].
10 сентября был произведён официальный запуск коллайдера. В 12:24:30 по московскому времени[4] (по официальной информации, в 12:28 по московскому времени[5]) запущенный пучок протонов успешно прошёл весь периметр коллайдера по часовой стрелке. В 17:02 по московскому времени[6] запущенный против часовой стрелки пучок протонов также успешно прошёл весь периметр коллайдера.
12 сентября, примерно в 00:30 по московскому времени, команде БАК удалось запустить и непрерывно удерживать циркулирующий пучок в течение 10 минут. Чуть позже пучок был запущен вновь и циркулировал уже непрерывно, прерываясь лишь в случае необходимости. На этом задача по установлению циркулирующего пучка завершилась, и физики приступили к подробным тестам магнитной системы[7].
19 сентября, в 14:05 по московскому времени, в ходе тестов магнитной системы сектора 3-4 (34) произошёл инцидент, в результате которого БАК вышел из строя[8]. Согласно данным предварительного расследования, подтверждённым и детализированным позднее, один из электрических контактов между сверхпроводящими магнитами расплавился под действием возникшей из-за увеличения силы тока электрической дуги, которая пробила изоляцию гелиевой системы охлаждения (криогенной системы), что привело к выбросу около 6 тонн жидкого гелия в туннель и, как следствие, резкому росту температуры. Для восстановления криогенной системы потребуется вернуть этот участок ускорителя к комнатной температуре, а после ремонта — охладить его снова до рабочей температуры.
23 сентября официальный представитель ЦЕРНа сообщил, что БАК возобновит работу не раньше весны 2009 года[9].
16 октября ЦЕРН распространил пресс-релиз, в котором описываются промежуточные результаты расследования инцидента, произошедшего 19 сентября[10]. Подробная техническая информация представлена в четырёхстраничном отчёте[11].
21 октября состоялась торжественная церемония официального открытия (инаугурация) БАК[12].
29 октября, в ходе восьмого заседания Комиссии по работе LHC (LHC Performance Committee), Роберто Сабан (Roberto Saban) озвучил подробности, касающиеся сектора 3-4 ускорительного кольца LHC, который пострадал во время сентябрьской аварии. Докладчик показал схему повреждённого участка ускорительного кольца, на которой было отмечено, насколько сместились те или иные магниты во время аварии. Новый анализ показал, что поднимать на поверхность для ремонта потребуется в 2-3 раза больше магнитов, чем было заявлено первоначально (речь уже идёт как минимум о полусотне магнитов и так называемых коротких прямых участков). Был разработан план действий для того, чтобы к концу декабря 2008 года поднять на поверхность все магниты, требующие ремонта. Кроме того, оказалось, что на внутренних стенках вакуумных труб осели частички металлов (прежде всего, меди и нержавеющей стали) и некоторых других материалов (стекловолокна), выброшенные в вакуумную трубу в момент аварии. Они достаточно крупные, размером в десятки микронов, и от них необходимо избавиться, поскольку они будут мешать движению протонных пучков. Прошла чистка и были разработаны более надёжные крепления к полу и новая сеть клапанов, предотвращающих слишком сильный рост давления внутри криостатов в случае аварийной ситуации. Именно из-за резко возросшего давления, в конечном счёте, и произошло повреждение магнитов[13]. По последним данным[14], при благоприятном исходе ремонтных работ возобновление работы БАК произойдёт в июле 2009 года.
На следующем этапе испытаний будут производиться одновременные запуски пучков навстречу друг другу, чтобы наблюдать, что происходит при их «лобовых» столкновениях. Затем частицы будут сталкиваться на более высоких энергиях. Выход на энергию 14 ТэВ протон-протонного столкновения намечен на 2009 год.
Стиль этого раздела неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. |
Сеанс Run 1 был начат на половинной энергии протонов — 3,5 ТэВ вместо семи[30].
Коллайдер проработал до февраля 2013-го года, когда был закрыт на долговременный ремонт[86]. Ремонт и улучшение заняли два года (остаток 2013 года и весь 2014 год)[1][87].
За сеанс Run 2 планируется набрать как минимум 120 fb-1 в детекторах ATLAS и CMS[89].
25 марта после остановки на зиму протонные пучки запущены в коллайдер[98].
С перерывом на зиму, сбор статистики протон-протонных столкновений прошел до октября 2016 года, после чего коллайдер в ноябре и начале декабря около месяца проводил столкновения протонов с ядрами свинца[99]. Далее коллайдер снова был остановлен на зиму (долгая остановка на ремонт и обновление).
Технические работы займут первую половину года. Сбор статистики начнётся лишь в начале лета и пройдёт до зимы. Повышения энергии протонов в пучках (с 13 ТэВ до 14 ТэВ) не будет в 2017 и 2018 годах, так как переход к 14 ТэВ потребует более длительной кампании по тренировке магнитов[101] и запланирован только в сеансе Run 3[102]. Вопреки наметившейся традиции, согласно которой ежегодно выделяется месяц на ядерные столкновения, они в этом году проводиться не будут[103].
Как стало известно 29 августа, в ячейке ускорительного кольца с кодовым номером 16L2 (16 ячеек влево от точки 2) вот уже три недели случаются эпизоды, когда из пучков вдруг начинают выбывать протоны, из-за чего происходит резкое энерговыделение, и система безопасности коллайдера даёт сигнал на сброс пучка[104].
В октябре впервые сталкивались ядра ксенона для исследования кварк-глюонной плазмы: определение критической энергии, необходимой для её образования[105].
Планируется накопить в 2018 году в детекторах ATLAS и CMS интегральную светимость как минимум 50 fb-1[107].
После перезапуска коллайдера весной 2015 года учёные собираются сконцентрироваться на поисках частиц тёмной материи и суперсимметрии[90]. Этот этап планируется до декабря 2017 года. С января по декабрь 2018 года планируется остановка на оптимизацию ускорителя[1]. Далее, после набора действующим LHC интегральной светимости 300 фб−1, ориентировочно с начала 2024 года начнётся, собственно, модернизация коллайдера по проекту HL-LHC, которая займёт 2.5 года. Заявленная цель модернизированного коллайдера — набор 3000 фб−1 за 10 лет[108]. Считается, что проект проработает до 2034 года, но уже в 2014 физики ЦЕРНа начали подготовку к реализации иных коллайдеров, их мощность будет в 10 раз больше[109]. Начато изучение возможности строительства коллайдера периметром до 100 км[109][110]. Проект получил название FCC (Future Circular Collider), он объединяет последовательное создание электрон-позитронной машины (FCC-ee) с энергией 45-175 ГэВ в пучке для изучения Z-, W-, Хиггс-бозонов и t-кварка, а затем, в том же тоннеле, адронного коллайдера (FCC-hh) на энергию до 100 ТэВ[111].
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .