Wielki Zderzacz Hadronów rozbija razem atomy od prawie dekady i dokonuje niesamowitych odkryć. Teraz, znaczna modernizacja jednego z jego detektorów w połączeniu z niedawnym wzrostem mocy zderzacza obiecuje, że największa na świecie maszyna będzie jeszcze lepsza w odblokowywaniu subatomowych tajemnic wszechświata.
Wczoraj, według Paula Rincona z BBC, inżynierowie w zderzaczu wymienili duży komponent znany jako „tracker pikseli” w kompaktowym elektromagnesie muona (CMS), jednym z głównych eksperymentów wzdłuż owalu LHC. Złożoność i delikatność tej procedury sprawia, że można ją porównać do wykonywania operacji na otwartym sercu na ogromnym instrumencie naukowym, który leży na granicy Szwajcarii i Francji, donosi Rincon.
Zderzak wykorzystuje 1200 magnesów do kierowania dwiema wiązkami cząstek poruszających się z prędkością prawie światła wokół 16-kilometrowego owalu. Następnie naukowcy przekraczają te wiązki, co powoduje zderzenia wysokoenergetyczne, które czasami ujawniają nowe typy cząstek. Odkrycia dokonane w LHC obejmują osławionego bozonu Higgsa, a także inne egzotyczne cząstki, w tym pentakwarki i antykwarki. Wzdłuż trasy wiązki cząstek znajdują się cztery główne detektory, w tym CMS, które wychwytują sygnały z różnych rodzajów cząstek tworzonych przez zderzenia.
Konieczność aktualizacji CMS wynika z niedawnej aktualizacji samego superkolejnika. W 2015 r., Po dwóch latach ponownej podróży, LHC zaczęło działać przy 14 terawoltach, prawie dwa razy więcej niż 8 terawoltów, na których działało przez pierwsze kilka lat. Działając na niższym poziomie energii, detektor CMS może obrazować ścieżki 25 lub 30 naładowanych cząstek jednocześnie, wykonując około 40 milionów zdjęć na sekundę, rejestrując je jako nałożone obrazy, które trzeba rozplątać.
Kolizje o większej mocy wytworzą dwa razy więcej ścieżek cząstek, co oznacza, że CMS musi przechwycić jeszcze więcej danych. Nowy moduł śledzący piksele pozwoli na to CMS. „To jak zastąpienie aparatu 66 megapikselowego aparatem 124 megapikselowym” - powiedział Rincon Austin Ball, koordynator techniczny ds. CMS. „Analogia kamery jest ograniczona - jest to system obrazowania 3D. Ale chodzi o to, że nowy system ma większą moc rozplątywania skutków nakładania na siebie wielu kolizji ”.
Wczoraj zespół zakończył wdrażanie nowego modułu śledzącego piksele. Ale to tylko pierwszy krok. Muszą go przetestować i upewnić się, że działa poprawnie, zanim LHC ponownie się włączy 1 maja. „To jak data wystrzelenia satelity”, mówi Ball Ryanowi F. Mandebaumowi z Gizmodo. „Ostatnie miesiące były ekscytujące, ponieważ byliśmy pod dużą presją czasu. Dziś, aby znaleźć go poprawnie zainstalowanego i dopasowanego wokół beampipe, jest to ważny dzień kulminacyjny. ”
Z drugiej strony niezwykle złożony LHC znany jest z opóźnień. Nie zaczął nawet działać dłużej niż dwa lata od daty pierwszej premiery. Od tego czasu problemy, w tym zwarcia, liczne samobójcze łasice i ptak niosący bagietkę doprowadziły do wielu mniejszych przestojów i opóźnień.
Według komunikatu prasowego CERN, Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych, która zarządza LHC, nowe urządzenie zostanie ostatecznie zastąpione śledzącym piksele trzeciej generacji, gdy LHC zostanie poddane kolejnej poważnej aktualizacji, około roku 2020.
