Collisioni di particelle a livelli di energia record mondiali

Fasci di protoni orbitano di nuovo attorno all’anello di 27 chilometri del collisore, segnando la fine di un intervallo pluriennale di lavori di aggiornamento.

nel 2022, CERN L’LHC si sta riavviando dopo più di tre anni di manutenzione e aggiornamenti noti come Long Shutdown 2 (LS2). Una volta riavviata, la potenza salirà a record mondiali quando il CERN inizierà a utilizzare LHC Run 3 per la ricerca fisica. Successivamente, il 4 luglio commemorerà #Higgs10, il decimo anniversario della scoperta del bosone di Higgs.

Il Large Hadron Collider (LHC), il più grande e potente acceleratore di particelle al mondo, è stato riavviato dopo una pausa di oltre tre anni per lavori di manutenzione, integrazione e modernizzazione. Oggi, 22 aprile 2022, alle 12:16 CET, due fasci di protoni circolano in direzioni opposte attorno all’anello di 27 chilometri (16,8 miglia) del Large Hadron Collider con un’energia di iniezione di 450 miliardi di elettronvolt (450 gigaelettronvolt). ).

Questi fasci ruotano all’energia di iniezione e contengono un numero relativamente piccolo di protoni. “Mancano due mesi a collisioni ad alta intensità e ad alta intensità energetica”, afferma Rodri Jones, capo della divisione travi del CERN. “Ma i primi pacchetti rappresentano il riavvio riuscito dell’acceleratore dopo tutto il duro lavoro di un lungo spegnimento”.

Tunnel LHC al punto 1. Credito: CERN

“Macchine e strutture hanno subito aggiornamenti significativi durante il secondo arresto prolungato del complesso di acceleratori del CERN”, afferma Mike Lamont, direttore degli acceleratori e della tecnologia del CERN. “Lo stesso LHC è stato sottoposto a un vasto programma di fusione e ora funzionerà a una potenza maggiore e, grazie a importanti miglioramenti nel complesso dell’iniettore, fornirà significativamente più dati per gli esperimenti LHC aggiornati”.

I fasci sperimentali sono circolati all’LHC per un breve periodo nell’ottobre 2021. Tuttavia, i fasci che circolano oggi non solo segnano la fine del secondo lungo arresto del Large Hadron Collider, ma anche l’inizio dei preparativi per quattro anni di acquisizione di dati fisici, che dovrebbe iniziare questa estate. .

Fino ad allora, gli esperti di LHC lavoreranno 24 ore su 24 per riavviare gradualmente la macchina e aumentare in sicurezza l’energia e la densità dei raggi prima di fornire le collisioni agli esperimenti con un’energia record di 13,6 trilioni di elettronvolt (13,6 elettronvolt).

Questa terza corsa dall’LHC, chiamata Run 3, vedrà esperimenti con macchine raccogliere dati dalle collisioni non solo con energia record, ma anche numeri senza precedenti. Sia gli esperimenti ATLAS che CMS possono aspettarsi di ricevere più collisioni durante l’esecuzione della fisica rispetto alle due precedenti prove di fisica insieme, mentre l’LHCb, che ha subito una rigenerazione completa durante lo spegnimento, può sperare di triplicare il suo numero di collisioni. Nel frattempo, ALICE, un rivelatore dedicato allo studio delle collisioni ioniche pesanti, può aspettarsi un aumento di cinquanta volte del numero totale di collisioni ioniche registrate, grazie al recente completamento di un importante aggiornamento.

Il numero senza precedenti di collisioni consentirà ai team internazionali di fisici del CERN e di tutto il mondo di studiare il bosone di Higgs in grande dettaglio e di sottoporre il Modello Standard della fisica delle particelle e le sue varie estensioni ai test più severi.

Altre cose da aspettarsi in Play 3 includono il lancio di due nuove esperienze, Più veloce E [email protected], progettato per cercare la fisica oltre il Modello Standard; Collisioni speciali di protone ed elio standard Quanti isotopi di protoni sono prodotti dall’antimateria in queste collisioni; e collisioni che coinvolgono ioni ossigeno che migliorerebbero le conoscenze dei fisici fisica dei raggi cosmici e il Plasma di quark-gluoniuno stato della materia che esisteva poco dopo la grande esplosione.