“Серце” Великого адронного коллайдера починає “битися”, накачуючи протонами тунелі його прискорювачів

До остаточного перезапуску Великого адронного коллайдера (ВАК), найбільшого і найпотужнішого прискорювача частинок на сьогоднішній день, залишилося ще досить багато часу. Але процес, що передує цьому моменту, уже був давно запущений, і на цих вихідних інженери і вчені змусили почати “битися серце” установки, джерело, що накачує протонами тунелі попередніх прискорювачів, через які проходять частинки, перш ніж потрапити в кільце головного прискорювача коллайдера.

Великий Адронний Коллайдер

Великий Адронний Коллайдер

Протони виробляються в надрах спеціального джерела, після чого вони проходять крізь “гірлянду” невеликих прискорювачів. Однак, на цей раз промінь попередньо розігнаних протонів не був введений в тунель основного прискорювача, він був направлений в сторону і розбився об заслінку, що перекриває доступ в 27-кілометровий тунель кільцевого прискорювача. Тим не менш, зіткнення променя протонів з мішенню призвело до виникнення “зливи” з інших частинок, що було використано для проведення процедури калібрування деяких датчиків коллайдера.

джерело протонів

Нагадаємо нашим читачам, що Великий Адронний Коллайдер, який розташовується біля Женеви, Швейцарія, і знаходиться в розпорядженні Європейської організації ядерних досліджень CERN, був зупинений в лютому 2013 року для проведення процедури модернізації його обладнання. В даний час всі роботи з модернізації вже практично виконані, а інженери CERN займаються перевіркою, тестуванням і калібруванням кожного компонента цієї надзвичайно складної системи, перш ніж вона в 2015 році зможе почати роботу в повному складі.

Джерело протонів

Джерело протонів

Перш ніж протони через спеціальні вводи потраплять в кільце головного прискорювача коллайдера, де вони за допомогою надпровідних електромагнітів розганяються до релятивістських швидкостей, вони проходять крізь низку проміжних прискорювачів, кожен з яких накачує енергією промінь цих частинок.

Промінь протонів починається в надрах зовсім невеликого пристрою-джерела, де відбувається відділення електронів від атомів водню. Отримані голі ядра водню, по суті позитивно заряджені протони, потрапляють в чрево лінійного прискорювача Linac2, що є найпершим “розгінним” етапом коллайдера. Потім прискорений до енергії 50 МеВ промінь протонів потрапляє в наступний синхротронний прискорювач Proton Synchrotron Booster, який є частиною коллайдера, що зазнав саму кардинальну модернізацію. І після цього промінь протонів проходить через кільця прискорювачів Proton Synchrotron (PS) і Super Proton Synchrotron (SPS), отримуючи на виході з них енергію в 450 ГеВ.

Прискорювачі коллайдера

Прискорювачі коллайдера

На виході з надр прискорювача SPS промінь протонів був спрямований не в тунель кільцевого прискорювача, а в спеціальну мішень, що складається з 21.6 тонн графіту, алюмінію і міді. Цей уловлювач променя частинок являє собою “паличку-виручалочку”, яка буде задіяна при виникненні на колайдері будь-яких непередбачених ситуацій. Матеріали та структура поглинача спочатку розсіюють промінь протонів, позбавляючи його більшої частини енергії, а потім повністю поглинають всі частинки, не давши їм потрапити в кільце прискорювача і завдати шкоди електромагнітній системі прискорювача та обладнанню його експериментів.

Однак, під час попадання променя протонів в мішень уловлювача народжується злива мюонів, субатомних частинок, тотожних електронам, але володічим більшою масою. Сигнали з датчиків, що уловлюють потоки мюонів, якраз і є тими опорними сигналами, за якими проводиться калібрування деяких вимірювальних ланцюгів і пристроїв наукового обладнання.

Дивлячись на все вищесказане, видно, що один з найскладніших і вселяючих побоювання експериментів, коли-небудь проведених людьми, неминуче рухається до моменту його повного перезапуску, коли почнуть вироблятися зіткнення променів протонів, розігнаних до рекордних значень енергії та швидкості. А наступна знаменна віха в процесі перезапуску коллайдера буде пройдена в лютому 2015 року, коли промені протонів все-таки будуть випущені в кільцевий тунель головного прискорювача і буде зроблена спроба їх розгону до надвисокої енергії.

Вам також сподобається:

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *