De Large Hadron Collider, de grootste en krachtigste deeltjesversneller ter wereld, is vandaag opnieuw opgestart na een onderbreking van meer dan drie jaar voor onderhouds-, consolidatie- en moderniseringswerkzaamheden.
Sinds vanmiddag 12.16 uur circuleren twee bundels protonen in tegengestelde richting rond de 27 kilometer lange ring van de Large Hadron Collider bij hun injectie-energie van 450 miljard elektronvolt (450 GeV). Dat heeft CERN bekend gemaakt.
“Deze bundels circuleerden bij de injectie-energie en bevatten een relatief klein aantal protonen. Botsingen met hoge intensiteit en hoge energie zijn nog een paar maanden weg,” zegt Rhodri Jones, hoofd van de afdeling bundels van CERN. “Maar de eerste bundels vertegenwoordigen de succesvolle herstart van de versneller na al het harde werk van de lange stillegging.”
Grote upgrade
“De machines en faciliteiten ondergingen grote upgrades tijdens de tweede lange shutdown van CERN’s versnellercomplex,” zegt CERN’s directeur voor versnellers en technologie Mike Lamont. “De LHC zelf heeft een uitgebreid consolidatieprogramma ondergaan en zal nu met een nog hogere energie werken en, dankzij belangrijke verbeteringen in het injectorcomplex, aanzienlijk meer gegevens leveren aan de geüpgrade LHC-experimenten.”
In oktober 2021 hebben proefbundels korte tijd in de LHC gecirculeerd. De bundels die vandaag circuleerden, markeren echter niet alleen het einde van de tweede lange stillegging voor de LHC, maar ook het begin van de voorbereidingen voor vier jaar fysische gegevensverzameling, die naar verwachting in juli zal beginnen.
Record-energie
Tot die tijd zullen LHC-deskundigen de klok rond werken om de machine geleidelijk weer in bedrijf te stellen en de energie en intensiteit van de bundels veilig op te voeren voordat de experimenten botsingen krijgen met een recordenergie van 13,6 biljoen elektronvolt (13,6 TeV).
Bij deze derde run van de LHC, Run 3 genoemd, zullen de experimenten van de machine niet alleen gegevens van botsingen verzamelen bij een recordenergie, maar ook in ongeëvenaarde aantallen.
De ATLAS- en CMS-experimenten kunnen elk meer botsingen verwachten tijdens deze fysicarun dan tijdens de twee vorige fysicaruns samen, terwijl de LHCb, die tijdens de stillegging een volledige opknapbeurt onderging, hoopt op een toename van het aantal botsingen met een factor drie.
Intense bundels
Ondertussen kan ALICE, een gespecialiseerde detector voor het bestuderen van botsingen tussen zware ionen, een vier- tot vijfvoudige toename verwachten van het totale aantal ionenbotsingen dat het zal kunnen waarnemen, dankzij de recente voltooiing van een belangrijke upgrade.
Het ongeëvenaarde aantal botsingen zal internationale teams van natuurkundigen bij CERN en over de hele wereld in staat stellen het Higgs-boson tot in de kleinste details te bestuderen en het Standaardmodel van de deeltjesfysica en de verschillende uitbreidingen daarvan aan de strengste tests tot nu toe te onderwerpen.
Nieuwe experimenten
Andere dingen waarnaar in Run 3 kan worden uitgekeken, zijn de werking van twee nieuwe experimenten, FASER en SND@LHC, die zijn ontworpen om te zoeken naar fysica die verder gaat dan het Standaardmodel; speciale proton-heliumbotsingen om te meten hoe vaak de antimaterie-tegenhangers van protonen bij deze botsingen worden geproduceerd; en botsingen met zuurstofionen die de kennis van fysici over kosmische-stralingsfysica en het quark-gluon plasma, een toestand van materie die kort na de Big Bang bestond, zullen verbeteren.
(bron: nieuwsbericht CERN)