БАК: Подготовка к соударениям при 13 ТэВ

В воскресенье пучки протонов циркулировали в Большом адронном коллайдере (БАК) впервые с начала двухлетнего периода ремонта и модернизации комплекса. Операторы БАК и эксперты, отвечающие за работу подсистем, поддерживали энергию пучков на уровне инжекции – 450 ГэВ, что гораздо ниже запланированной энергии в 6.5 ТэВ на пучок. Теперь операторы проверяют работу подсистем ускорителя и оптимизируют ключевые параметры пучка в подготовке к увеличению интенсивности и энергии пучка.

Операторы БАК протестируют и проверят все подсистемы ускорителя из Центра Управления ЦЕРН в ближайшие недели (Автор фото: Maximilien Brice/CERN)

Сеанс набора физических данных начнётся только после того, как ускорительный комплекс будет полностью настроен, и команда экспертов объявит о стабильности пучков с энергией в 6.5 ТэВ на каждый из двух пучков. Эта работа займёт несколько недель.

 «Пучки при их энергии инжекции – практичный способ проверить, что всё работает как и должно», – говорит оператор БАК Рональдус Суйкербуйк. «Например, мы используем такие пучки с низкой интенсивностью для того, чтобы убедиться, что наше оборудование, диагностирующее пучки, работает должным образом и хорошо прокалибровано».

Начиная с сегодняшнего дня и до начала столкновений пучков, команда потратит бóльшую часть своего времени на проверку и перепроверку состояния подсистем БАК. Например, подсистема “Machine Protection” обеспечивает защиту БАК от его собственных пучков. Она включает в себя механизмы сброса и блокировки пучка, коллиматоры и устройства для мониторинга энергии пучка. «Карта потерь» говорит экспертам о том, в каком месте ускорительного кольца пучок теряет свои частицы. Ещё одна подсистема – “Beam Instrumentation” – состоит, помимо прочего, из устройств контроля положения, потери пучка и синхротронного излучения. Кроме того, всевозможным проверкам также подвергнутся радиочастотные, вакуумные, оптические и инжекционные системы.

Несмотря на всю сложность БАК, увеличение энергии пучка – достаточно простой процесс: необходимо увеличить ток в магнитах и позволить радиочастотной системе увеличить энергию пучков. Электрический ток во всех магнитах (и, соответственно, и величина магнитного поля, постоянно контролируемая экспертами) осторожно увеличивается с ростом энергии пучка. Основные дипольные магниты обеспечивают необходимую центростремительную силу для того, чтобы искривить траектории пучков в кольце. Другие магниты, такие как квадрупольные, осуществляют более прецизионную фокусировку пучка.

Множество подсистем следят за качеством пучков на БАК (Автор фото: Maximilien Brice/CERN)

 «Ускоритель ведёт себя на энергии 450 ГэВ так, как мы и ожидали», – говорит Майк Ламонт из команды функционирования БАК. «Теперь мы работаем с отдельными сгустками протонов и используем их для тестирования множества подсистем. На данный момент сгусток состоит из примерно пяти миллиардов протонов. Когда всё будет готово, мы увеличим это число до 120 миллиардов протонов на сгусток и займёмся тонкой настройкой ускорительного комплекса для получения протон-протонных столкновений».

http://home.web.cern.ch/about/updates/2015/04/lhc-preparations-collisions-13-tev