Большой адронный коллайдер начал все чаще испытывать необъяснимые проблемы, связанные с потерей протонов в пучках, циркулирующих в 27-километровом кольце ускорителя. Об этом сообщает сайт "Элементы" со ссылкой на доклад специалиста ускорительного подразделения ЦЕРНа Роджера Бэйли (Roger Bailey), сделанный на заседании Комитета по экспериментам на БАК (LHCC).
Ученые полагают, что дело в "неопознанных падающих объектах" - микроскопических пылинках в вакуумной трубе коллайдера, с которыми сталкиваются протоны.
Первый подобный случай произошел еще в июле этого года, когда аппаратура зафиксировала потерю части протонов на одном из прямых участков кольца коллайдера. Никаких проблем для работы установки это не создало, однако система безопасности "сбросила" пучок.
По мере того, как физики увеличивали число протонов в пучке и их энергию, такие события стали происходить все чаще, а к началу октября их число достигло 10. Каждый раз пучок сбрасывался, и работа ускорителя останавливалась на несколько часов.
Специалистам пришлось понизить порог чувствительности системы безопасности, сбросы пучка стали происходить реже, но не прекратились совсем.
Физики предположили, что проблемы создают UFO - неопознанные падающие объекты (unidentified falling objects), микроскопические пылинки, которые падают в вакуумной трубе. Протоны сталкиваются с ними, порождая ливни вторичных частиц.
"Хотя сейчас число случаев UFO, видимо, взято под контроль, они будут представлять проблемы, если мы будем увеличивать энергию пучка", - отмечает в докладе Бэйли. Он предлагает провести "чистку" вакуумной трубы коллайдера.
Большой адронный коллайдер - самый большой в истории ускоритель элементарных частиц, созданный в Европейской организации ядерных исследований физиками из многих стран мира для получения принципиально новых данных о природе материи и фундаментальных физических законах.
Пучки протонов в коллайдере движутся в противоположные стороны по двум вакуумным трубам (beam pipes). В четырех точках, где сталкиваются пучки, находятся четыре детектора - ALICE, ATLAS, CMS и LHCb, которые призваны изучать последствия соударения частиц.
Создание установки началось в конце 1990-х годов, а в сентябре 2008 года она была торжественно запущена - физики успешно провели пучки протонов в обоих направлениях, однако уже через неделю на ускорителе произошла крупная авария, связанная с выходом одного из магнитов из сверхпроводящего состояния.
Ремонт коллайдера и его модернизация, в частности, установка системы QPS для защиты от повторения подобных аварий, заняли более 14 месяцев и потребовали 40 миллионов долларов.
В начале ноября эксперименты с пучками протонов были прерваны, и начался сеанс экспериментов с ионами свинца. Ионный "ран" будет идти до 6 декабря, а затем коллайдер уйдет на "рождественские каникулы". Техническая остановка продлится до февраля 2011 года, после чего самый дорогой в мире физический прибор будет вновь запущен.
Внезапные потери протонов в пучках беспокоят техников
29.11.10 | LHC |
Несмотря на впечатляющие успехи по настройке Большого адронного коллайдера и по увеличению светимости, в поведении пучков по-прежнему отмечаются некоторые странности, не получившие пока удовлетворительного объяснения. Подчеркнем сразу, что речь идет не о физических процессах в столкновении протонов, а о поведении пучков в то время, когда они спокойно летят в вакуумной трубе между точками столкновений.
Так, в июле этого года, в ходе нормальной работы коллайдера, системы, следившие за поведением пучка, зарегистрировали внезапный рост локального энерговыделения. Говоря проще, на каком-то участке своей траектории пучок вдруг потерял часть протонов. Аварийной ситуации это резкое энерговыделение не создало, ни один магнит не потерял сверхпроводящего состояния, но пучок в целях безопасности был сброшен. Следующее такое событие повторилось в начале августа. По мере увеличения интенсивности пучков они стали происходить всё чаще, и к началу октября их набралось уже с десяток.
Необычность таких событий заключалась в том, что рост энерговыделения происходил очень быстро, примерно за одну миллисекунду. Была выдвинута рабочая версия, что каждое такое событие было вызвано падением микроскопической пылинки в вакуумной трубе прямо сквозь пучок. Поскольку было непонятно, что это за пылинки там падают и почему, эти события даже окрестили «UFOs» — той же аббревиатурой, что используется в английском языке для «летающих тарелок», только с несколько иной расшифровкой: unidentified falling objects (неопознанные падающие объекты). Чтобы система безопасности не реагировала столь чувствительно на подобные события, в октябре был поднят порог, выше которого дается сигнал на сброс пучка. Тем не менее такие события продолжали наблюдаться и после этой корректировки.
В принципе, сейчас никаких существенных проблем для работы коллайдера (кроме потери нескольких часов) эти события не представляют. Однако техников беспокоит то, что они начнут происходить всё чаще и чаще при увеличении интенсивности пучков и в следующем году будут всерьез вмешиваться в работу коллайдера. Поэтому в программу работ по дальнейшей настройке коллайдера на 2011 год включен вопрос и о происхождении этих пылинок и о методах их нейтрализации. Более подробную информацию об этой проблеме можно прочитать в докладе Роджера Бэйли, сделанном 17 ноября на 104-м заседании Комитета по экспериментам на LHC.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам. Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+
