Teilchenkollisionen mit Weltrekordenergie

Protonenstrahlen kreisen erneut um den 27 Kilometer langen Ring des Colliders und markieren das Ende einer mehrjährigen Lücke der Modernisierungsarbeiten.

im Jahr 2022, CERN Der LHC wird nach mehr als drei Jahren Wartung und Updates, die als Long Shutdown 2 (LS2) bekannt sind, neu gestartet. Nach dem Neustart wird die Leistung auf Weltrekorde steigen, wenn das CERN den Betrieb des LHC Run 3 für die Physikforschung aufnimmt. Am 4. Juli jährt sich dann #Higgs10, der 10. Jahrestag der Entdeckung des Higgs-Bosons.

Der Large Hadron Collider (LHC), der weltweit größte und leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger, ist nach einer Pause von mehr als drei Jahren für Wartungs-, Integrations- und Modernisierungsarbeiten wieder angelaufen. Heute, am 22. April 2022, um 12:16 Uhr MEZ, kreisen zwei Protonenstrahlen mit einer Injektionsenergie von 450 Milliarden Elektronenvolt (450 Gigaelektronenvolt) in entgegengesetzten Richtungen um den 27 Kilometer (16,8 Meilen) langen Ring des Large Hadron Collider. ).

Diese Strahlen rotieren mit der Injektionsenergie und enthalten eine relativ kleine Anzahl von Protonen. „Hochintensive und energieintensive Kollisionen sind zwei Monate entfernt“, sagt Rodry Jones, Leiter der Beams Division des CERN. „Aber die ersten Pakete repräsentieren den erfolgreichen Neustart des Beschleunigers nach all der harten Arbeit eines langen Shutdowns.“

LHC-Tunnel an Punkt 1. Bildnachweis: CERN

„Maschinen und Anlagen wurden während der zweiten verlängerten Abschaltung des CERN-Beschleunigerkomplexes erheblich modernisiert“, sagt Mike Lamont, Direktor für Beschleuniger und Technologie am CERN. „Der LHC selbst hat ein umfangreiches Fusionsprogramm durchlaufen und wird nun mit höherer Leistung arbeiten und dank erheblicher Verbesserungen im Injektorkomplex deutlich mehr Daten für die aufgerüsteten LHC-Experimente liefern.“

Experimentelle Strahlen kreisten im Oktober 2021 für kurze Zeit am LHC. Die heute zirkulierenden Strahlen markieren jedoch nicht nur das Ende der zweiten langen Abschaltung des Large Hadron Collider, sondern auch den Beginn der Vorbereitungen für vier Jahre physikalischer Datenerfassung. die voraussichtlich in diesem Sommer beginnen wird. .

Bis dahin arbeiten LHC-Experten rund um die Uhr daran, die Maschine schrittweise neu zu starten und die Energie und Dichte der Strahlen sicher zu erhöhen, bevor sie die Kollisionen mit einer Rekordenergie von 13,6 Billionen Elektronenvolt (13,6 Elektronenvolt) an die Experimente liefern.

Bei diesem dritten Lauf des LHC, Lauf 3 genannt, werden Maschinenexperimente Daten von Kollisionen sammeln, die nicht nur Energie, sondern auch beispiellose Zahlen aufzeichnen. Sowohl das ATLAS- als auch das CMS-Experiment können während der laufenden Physik mit mehr Kollisionen rechnen als in den beiden vorherigen Physikläufen zusammen, während der LHCb, der während des Herunterfahrens einer vollständigen Regeneration unterzogen wurde, hoffen kann, seine Anzahl von Kollisionen zu verdreifachen. In der Zwischenzeit kann ALICE, ein Detektor, der sich der Untersuchung von Schwerionenkollisionen widmet, dank des kürzlich abgeschlossenen großen Upgrades mit einem fünfzigfachen Anstieg der Gesamtzahl der aufgezeichneten Ionenkollisionen rechnen.

Die beispiellose Anzahl von Kollisionen wird es internationalen Physikerteams am CERN und auf der ganzen Welt ermöglichen, das Higgs-Boson im Detail zu untersuchen und das Standardmodell der Teilchenphysik und seine verschiedenen Erweiterungen den bisher strengsten Tests zu unterziehen.

Andere Dinge, auf die Sie sich in Play 3 freuen können, sind die Einführung von zwei neuen Erfahrungen, Schneller Und [email protected], entwickelt, um nach Physik jenseits des Standardmodells zu suchen; Spezielle Kollisionen von Proton und Helium Standard Wie viele Isotope von Protonen werden bei diesen Kollisionen aus Antimaterie erzeugt? Und Kollisionen mit Sauerstoffionen, die das Wissen der Physiker erweitern würden Physik der kosmischen Strahlung und der Quark-Gluon-Plasmaein Zustand der Materie, der kurz danach existierte die große Explosion.