Инженеры успешно разогнали электронные облака в БАК

Визуализация столкновения протонов в эксперименте LHCb

Изображение: CERN / LHCb

Инженеры Большого Адронного Коллайдера успешно провели очистку основной трубы ускорителя от облаков электронов, мешающих движению протонов. Работы были завершены на прошлой неделе и уже в субботу возобновились эксперименты по столкновению пучков. Об этом сообщает пресс-релиз CERN.

Источником «электронного загрязнения» являются молекулы газов, адсорбированные на внутренней поверхности труб. При работе БАК происходит частичная ионизация этих молекул, которая и приводит к появлению в ускорителе электронов. На них, как и на протоны, начинают действовать электромагниты, разгоняя их до высоких энергий. Однако, электроны впоследствии сталкиваются со стенками устройства, не рассчитанного на их ускорение, и выбивают из них новые, еще большие облака электронов, а также и сами адсорбированные молекулы, нарушая вакуум ускорителя. 

При большой интенсивности протонных пучков это приводит к нарушению их стабильности, что критично для работы прибора. В норме вакуум в трубе ускорителя достигает десятимиллионных долей атмосферы, что примерно соответствует атмосферному давлению на Луне.

Очистку трубы ученые проводили с помощью специально разработанной ими техники «выскребания», предназначенной в первую очередь для удаления адсорбированного вещества. В ускоритель впрыскивался пучок протонов высокой интенсивности, достаточной для ионизации большого количества молекул, вслед за которой происходит интенсивная «бомбардировка» металлических стенок трубы, удаляющая оставшиеся газы. 

Благодаря этой процедуре ученые смогут увеличить количество сгустков, движущихся внутри одного пучка протонов — тем самым повысив интенсивность столкновений в ускорителе. Сейчас внутри одного пучка уже движется около 1200 сгустков, разделенных интервалами времени в 50 наносекунд. К концу года, после еще одной аналогичной операции очистки ожидается довести их количество до 2808, максимальной плановой интенсивности, почти вдвое уменьшив интервалы. Тем самым ученые достигнут интенсивности столкновений порядка миллиарда в секунду.

Увеличение интенсивности столкновений позволит увеличить скорость набора статистики для поиска редких распадов элементарных частиц, в частности, прелестных мезонов. Их поиском занимается эксперимент LHCb. Определив вероятности таких распадов физики смогут узнать, какие из расширений существующей Стандартной модели имеют экспериментальное подтверждение и сделать большой шаг к Новой физике.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.