Velký Hadron Collider (LHC) získává na svém výkonu velký nárůst. Bohužel, pro fanoušky průlomové fyziky musí být celá věc vypnuta na dobu dvou let, zatímco je práce hotová. Jakmile je však zálohována a spuštěna, díky vylepšeným funkcím bude ještě výkonnější.
Podstatou Large Hadron Collider je urychlit částice a poté je nasměrovat ke vzájemnému střetu v komorách. Kamery a detektory jsou proškoleny o těchto kolizích a výsledky jsou sledovány v nejmenších detailech. Je to všechno o objevování nových částic a nových reakcích mezi částicemi a sledování toho, jak se částice rozkládají.
Toto vypínání se nazývá Dlouhé vypínání 2 (LS2.). První vypínání bylo LS1 a proběhlo mezi roky 2013 a 2015. Během LS1 došlo ke zlepšení výkonu srážky, stejně jako jeho detekčních schopností. Totéž se stane během LS2, kdy inženýři posílí a upgradují celý komplex akcelerátoru a detektory. Práce se připravuje na příští běh LHC, který začne v roce 2021. Je také připraven na projekt nazvaný High-Luminosity LHC (HL-LHC), který začíná v roce 2025.
Průběh experimentů provedených mezi LS1 a LS2 se nazývá druhý běh a prošel od roku 2015 do roku 2018. Tento běh přinesl některé působivé výsledky a spoustu dat, která je ještě třeba zpracovat. Podle CERN, druhý běh produkoval 16 miliónů miliard proton-protonové srážky při energii 13 TeV (tera-elektronové volty) a velké datové sady pro srážky s olovem při energii 5,02 TeV. To znamená, že v archivu dat CERNu je uloženo ekvivalentních 1 000 let nepřetržitého streamování videa.
„Druhý běh LHC byl působivý…“ - Frédérick Bordry, ředitel CERN pro urychlovače a technologie.
Obrovská mezipaměť dat z experimentů během druhého běhu LHC trpaslí data z prvního běhu, a to vše proto, že úroveň energie kolizoru byla téměř zdvojnásobena na 13 TeV. Zvyšování energetické úrovně srážky je těžší a těžší a při tomto druhém vypnutí bude energie zvýšená z 13 TeV na 14 TeV.
"Druhý běh LHC byl působivý, protože jsme mohli dosáhnout daleko za naše cíle a očekávání a produkovat pětkrát více dat než v prvním běhu, s nebývalou energií 13 TeV," řekl Frédérick Bordry, ředitel CERN pro urychlovače a technologie. "S tímto druhým dlouhým odstavením, které začíná nyní, připravíme stroj na ještě více srážek při konstrukční energii 14 TeV."
LHC byl každým krokem úspěšný. Po několik desetiletí byla existence Higgsova bosonu a Higgsova pole ústřední otázkou ve fyzice. Technologie a inženýrství však vyžadovaly vybudování srážky dostatečně silné, aby se zjistilo, že prostě není k dispozici. Výstavba LHC umožnila objev Higgsova bosonu v roce 2012.
"Higgsův boson je speciální částice ..." - Fabiola Gianotti, generální ředitelka CERN.
„Kromě mnoha dalších krásných výsledků dosáhly experimenty LHC za posledních několik let obrovského pokroku v porozumění vlastností Higgsova bosonu,“ dodává Fabiola Gianotti, generální ředitelka CERN. "Higgsův boson je speciální částice, velmi odlišná od ostatních dosud pozorovaných elementárních částic; jeho vlastnosti nám mohou poskytnout užitečné informace o fyzice nad rámec standardního modelu. “
Objev dlouho-teoretizovaného Higgsova bosonu je vrcholným úspěchem LHC, ale ne jediným. Před postavením LHC bylo obtížné otestovat mnoho částí standardního fyzického modelu. O výsledcích LHC byly publikovány stovky vědeckých prací a byly objeveny některé nové částice, včetně exotických pentaquarků a nové částice se dvěma těžkými kvarky, nazvané „Xicc ++“.
Po upgradu v LS2 začne třetí běh. Jedním z projektů ve třetím běhu je projekt High-Luminosity LHC (HL-LHC). Svítivost je jedním ze dvou hlavních hledisek u srážky. Prvním je napětí, které se během LS2 zlepšuje z 13 TeV na 14 TeV. Druhým je jas.
Svítivost znamená zvýšený počet srážek, a tedy více dat. Protože mnoho věcí, které fyzici chtějí pozorovat, je velmi vzácných, vyšší počet srážek zvyšuje pravděpodobnost, že je uvidí. Během roku 2017 vyprodukovala LHC ročně přibližně tři miliony Higgsových bosonů, zatímco LHC s vysokou svítivostí bude produkovat nejméně 15 milionů Higgsových bosonů ročně. To je důležité, protože ačkoli to byl obrovský úspěch při detekci Higgsova bosonu, stále existuje spousta fyziků o nepolapitelné částice neví. Fyzikové se tím, že zruší počet produkovaných Higgsových bosonů, naučí hodně.
"Bohatá sklizeň druhé série umožňuje vědcům hledat velmi vzácné procesy." - Eckhard Elsen, ředitel pro výzkum a výpočetní techniku v CERN.
Všechna data uložená v CERN od druhého běhu LHC budou znamenat, že během LS2 budou fyzici zaneprázdněni. V této masivní sbírce dat mohou být skryté věci, které ještě nikdo neviděl. Pro lidskou dychtivou armádu částicových fyziků už nebude žádný odpočinek.
"Bohatá sklizeň druhé série umožňuje vědcům hledat velmi vzácné procesy," řekl Eckhard Elsen, ředitel pro výzkum a výpočetní techniku v CERN. „Během vypínání budou zaneprázdněni zkoumáním obrovského vzorku dat na možné podpisy nové fyziky, které neměly šanci se vynořit z dominantního přínosu procesů standardního modelu. To nás zavede do HL-LHC, když se vzorek zvýší o další řád. “
- Tisková zpráva CERN: LHC se připravuje na nové úspěchy
- Tisková zpráva CERN: CERNův experiment LHCb hlásí pozorování exotických částic pentaquark
- Tisková zpráva CERN: Experiment LHCb oznamuje pozorování nové částice se dvěma těžkými kvarky
- Webová stránka CERN: High-Luminosity LHC
- Tisková zpráva CERN: LHC: Silnější stroj
- Wikipedia Entry: Higgs boson
- Webová stránka CERN: Standardní model
