Wielki Zderzacz Hadronów (ang.: LHC) jest gotowy do rozpoczęcia trzeciego seansu pracy (ang.: Run 3), podczas którego będzie dostarczał eksperymentom zderzeń protonów przy rekordowej energii 13.6 TeV.
Dzisiaj, 5 lipca, po ponad trzyletniej przerwie modernizacyjnej, rozpoczyna się dla LHC i eksperymentów na nim pracujących nowy okres zbierania danych.
Wiązki protonów krążyły w kompleksie akceleratorowym CERN już od kwietnia, przygotowując LHC oraz system doprowadzania wiązki do pracy przy zwiększonej energii i intensywności wiązek. Obecnie LHC jest gotowe ogłoszenia tzw. „stabilnych wiązek”, czyli warunków pracy pozwalających detektorom na włączenie wszystkich swoich systemów detekcji i rozpoczęcie regularnego zbierania danych na potrzeby analiz fizycznych. Rozpoczynający się dzisiaj seans pracy LHC potrwa nieprzerwanie nieomal cztery lata i dostarczy danych przy rekordowej energii 13.6 bilionów elektronowoltów (TeV).
Będziemy skupiać wiązki protonów w punktach zderzenia do rozmiarów mniejszych niż 10 mikronów, w celu zmaksymalizowania częstości oddziaływań. Dla porównania, do odkrycia cząstki Higgsa w 2012 roku posłużyło 12 odwrotnych femtobarnów1 danych, podczas gdy Run 3 dostarczy 280 odwrotnych femtobarnów. To istotny wzrost dający szanse na nowe odkrycia,
powiedział Mike Lamont, Dyrektor do Spraw Akceleratorów i Technologii CERN.
Cztery wielkie eksperymenty pracujące na LHC przeprowadziły liczne modernizacje swoich systemów odczytu i selekcji danych, zarówno w warstwie aparatury jak i infrastruktury obliczeniowej. Te zmiany pozwolą na rejestracja znacząco większej ilości danych niż dotychczas. Detektory ATLAS i CMS planują zarejestrować podczas rozpoczynającego się seansu zbierania danych więcej zderzeń niż podczas poprzednich dwóch razem wziętych. Eksperyment LHCb przeszedł gruntowną modernizację i spodziewa się dziesięciokrotnie zwiększyć ilość zarejestrowanych danych, podczas gdy ALICE nawet pięćdziesięciokrotnie! Dzięki zwiększonej ilości zebranych danych i podniesionej energii zderzeń, Run 3 poszerzy już bardzo bogaty program fizyczny LHC. Własności bozonu Higgsa będą badane z jeszcze większą dokładnością i w poszerzonej gamie procesów.
Zdołamy zmierzyć siłę oddziaływania bozonu Higgsa z cząstkami materii i cząstkami odziaływań z nieosiągalną dotąd dokładnością. Będziemy kontynuować poszukiwanie rozpadów Higgsa na cząstki ciemnej materii oraz poszukiwania dodatkowych bozonów Higgsa,
stwierdził Andreas Hoecker, lider eksperymentu ATLAS. Wcale nie jest pewne, że natura wybrała minimalną wersję mechanizmu Higgsa w której istnieje tylko jedna taka cząstka.
Run 3 umożliwi też naukowcom dalsze poszukiwanie odpowiedzi na podstawowe zagadki przyrody, jak choćby obserwowaną we wszechświecie asymetrię pomiędzy materią i antymaterią oraz między innymi pozwoli na weryfikację intrygujących obserwacji eksperymentu LHCb wskazujących na możliwość łamania tzw. uniwersalności leptonowej, stanowiącej jeden z fundamentów Modelu Standardowego cząstek elementarnych. Zderzenia jąder ciężkich pierwiastków, pozwolą na lepsze poznanie właściwości materii w ekstremalnie wysokich temperaturach i gęstościach – warunkach jakie panowały w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu.
Instytut Fizyki Jądrowej PAN współtworzy eksperymenty ALICE, ATLAS i LHCb od samych początków ich istnienia, a jego wyspecjalizowane ekipy inżynieryjno-techniczne odpowiedzialne były za kluczowe prace tak podczas konsolidacji, jak i kolejnych modernizacji kompleksu akceleratorowego LHC.
Rozpoczęcie trzeciego seansu pracy LHC (Run 3) można będzie śledzić dzięki transmisji na żywo wprost z centrum kontroli w CERN. Eksperci wyjaśnią cały cykl pracy zderzacza, od napełnienia wiązką aż po wysokoenergetyczne zderzenia wewnątrz eksperymentów.
1 Odwrotny femtobarn jest miarą liczby zderzeń lub ilości zebranych danych i odpowiada w przybliżeniu 100 bilionom (100 x 1012) zderzeń proton–proton.
Więcej szczegółów:
Komunikat CERN
Więcej o LHC Run 3