Великий адронний колайдер (LHC) має довжину близько 27 км і базується на тисячах різних магнітів – диполів, квадруполів, секступолів, октуполів, декаполів тощо, які спрямовують і контролюють його пучки частинок. Кожен вид виконує певну функцію.
Деякі з найважливіших відомі як внутрішні тріади. Ці масиви з трьох квадрупольних магнітів (звідси назва) розташовані по обидва боки від чотирьох основних експериментів LHC. Їх завдання полягає в тому, щоб сфокусувати пучки частинок якомога щільніше до того, як частинки зіткнуться всередині детекторів.
Чим більше «стиснуті» пучки, тим більша ймовірність зіткнення частинок. Це робить внутрішні триплети важливими для збільшення світності LHC, тобто кількості зіткнень, які відбуваються за певний період. Більше світла означає більше зіткнень і дає дослідникам більше даних для аналізу.
Підготовка LHC до нової ери
Основна частина майбутнього проекту High-Luminosity LHC (HiLumi LHC) передбачає заміну існуючих внутрішніх триплетів набагато більш потужним поколінням магнітів.
Операція відбувається під час третьої тривалої зупинки (LS3). Нещодавно бригади розрізали перше магнітне з’єднання та офіційно розпочали операцію по заміні. Генеральний директор CERN Марк Томсон також відвідав LHC Point 1 (експеримент ATLAS).
«Заміна цих магнітів новими внутрішніми триплетами HiLumi LHC має важливе значення для світлого майбутнього. Перші квадруполи нових триплетів повинні увійти в тунель на початку 2029 року. Загалом буде встановлено 16 кріостатів і 28 кріонаборів. – це велика справа”, – пояснює Жан-Філіп Ток, голова координаційної групи LS3.
Магніти приблизно на 40% сильніші
Нові кімнатні триколісні велосипеди є результатом багаторічних досліджень і розробок. Вони являють собою серйозний технологічний прогрес порівняно з ніобієво-титановими магнітами, які зараз працюють у LHC.
Замість ніобій-титанових в модернізованих магнітах використовуються надпровідні ніобій-олов’яні котушки. Це дозволяє їм створювати магнітні поля до 11,3 тесла, які приблизно на 40% сильніші за поля, створювані поточними магнітами.
Нове обладнання буде встановлено навколо експериментів ATLAS і CMS, де швидкість зростання зіткнень буде особливо важливою.
ALICE та LHCb працюють по-різному та використовують різні фізичні додатки, тому їм не потрібне однакове миттєве посилення світності. Тому їхні існуючі внутрішні тріади можуть залишатися на місці. Однак ці магніти все ще вдосконалюються, щоб обидва експерименти виграли від загального збільшення яскравості.
Видалення 28 надпровідних магнітів
Починаючи з 7 вересня, команди CERN видалятимуть частини колайдера з обох сторін ATLAS і CMS. Мета полягає в тому, щоб видалити 28 надпровідних магнітів (включно з внутрішніми триплетами), які потрібно замінити.
Ця операція знаменує кінець ери для обладнання, яке було частиною LHC з моменту його будівництва.
«Сьогоднішні події є важливою віхою для CERN, особливо для команди проекту HiLumi LHC. Нинішні внутрішні триплети відповідають етапу будівництва LHC і були встановлені на машині між 2005 і 2007 роками. Після майже двадцяти років роботи вони будуть замінені новим поколінням ще більш потужних магнітів у майбутньому», — говорить Маркус Зерлаут, керівник проекту HiLumi LHC.
