Низкоэнергетичные столкновения настраивают эксперименты БАК

Примерно в 9:30 утра по центральноевропейскому времени во вторник, пятого мая, впервые за два года с начала работ по ремонту и модернизации Большого адронного коллайдера (БАК), ускоритель произвёл протон-протонные столкновения с энергией 450 ГэВ на пучок. Эти столкновения были зарегистрированы экспериментами на БАК: ALICE, ATLAS, CMS и LHCb.

Два пучка протонов с энергией 450 ГэВ сталкиваются в детекторе CMS. Полная энергия столкновения – 900 ГэВ. Эксперименты БАК используют эти столкновения для настройки и выравнивания своих детекторов (© CMS/CERN)

Эти столкновения протонов, произошедшие при так называемой энергии инжекции (т.е. энергии, при которой пучки протонов инжектируются в БАК из протонного суперсинхротрона), позволяют экспериментам на БАК настроить свои детекторы. Этот процесс также является важным шагом на пути к подготовке ускорительного комплекса к столкновениям пучков при суммарной энергии 13 ТэВ.

Каждое низкоэнергетичное столкновение рождает обилие частиц, летящих через множество слоёв эксперимента. Экспериментаторы могут использовать эти данные для проверки соответствующих подсистем, чтобы убедиться, что срабатывают правильные элементы детекторов, причём именно в тот момент, когда через них пролетела частица. Восстановление трека частиц несколькими подсистемами помогает проверить степень выравнивания и синхронизации различных элементов этих подсистем.

Протонные пучки сталкиваются при полной энергии в 900 ГэВ в детекторе ATLAS на БАК (© ATLAS/CERN).

Поэтому так же, как команда ускорителя тестирует один за одним каждый компонент, систему и алгоритм, экспериментаторы проверяют, чтобы всё было полностью работоспособно, и чтобы не возникло никаких ошибок или неполадок, когда начнут происходить столкновения при 13 ТэВ.

Тем временем, для команды функционирования БАК прошла половина из восьми недель, отведённых расписанием на пусконаладочные работы, в течение которых подсистемы ускорителя проверяются на предмет стабильной будущей циркуляции пучков на надлежащей орбите. Сенсоры и коллиматоры вокруг всего 27 километрового кольца ускорителя отсылают данные в Центр Управления ЦЕРН, откуда операторы могут удалённо регулировать пучок, подстраивая расположение и магнитное поле сотен электромагнитов.

Протон-протонные столкновения при суммарной энергии пучков 900 ГэВ, «видимые» во внутренних кремниевых трекерах детектора ALICE (© ALICE/CERN)

Хотя первые пучки с энергией 6.5 ТэВ успешно циркулировали в БАК в прошлом месяце, осталось сделать ещё очень многое перед тем, как ускоритель будет производить высокоэнергичные столкновения для решения физических задач. Задолго до того, как начнётся физическая программа работы комплекса, команда функционирования БАК будет заниматься столкновением пучков при суммарной энергии 13 ТэВ для проверки их орбиты, качества и стабильности.

Протон-протонные столкновения при энергии 900 ГэВ в детекторе LHCb (© LHCb/CERN)

http://home.web.cern.ch/about/updates/2015/05/low-energy-collisions-tune-lhc-experiments