Meghajtott kristályok az LHC korszerűsítéséhez • Igor Ivanov • Tudományos hírek az "elemekről" • LHC, gyorsulás és felismerés technológiák

Hajlított kristályok az LHC korszerűsítésére

1. ábra. A meghajlott kristály lézeres tesztelése az LUA9 kísérlet részeként. Fotó: cdsweb.cern.ch

A CERN egy többcélú laboratórium, és a Nagy Hadron-ütköző és más fizikai kísérletek munkájával párhuzamosan új gyorsító és detektor technológiákat hoznak létre benne. Néhányat egy pár év alatt modernizált LHC-ben valósítanak meg, míg mások számos gyakorlati alkalmazást találhatnak.

Az egyik jelenleg kifejlesztett technológia az íves kristályok kollimátorként való felhasználására vonatkozik. Emlékezzünk vissza, hogy a gázpedálón lévő kollimátorok olyan masszív blokkok, amelyek a protonsugárhoz közel helyezkednek el, és megtisztítják, elnyelik (vagy inkább elmozdíthatók) azokat a protonokat, amelyek "megverik" a csapattól (az úgynevezett gerenda halogén). Az ilyen gerendák tisztítása feltétlenül szükséges szakasz a gázpedál munkaciklusában. Az LHC kollimátorainak jelenlegi rendszere természetesen elvégzi a munkáját, de egy meglehetősen nagy sugárterhelésnek köszönhetően, amelyet a berendezés azonnal megkap. Végül is a kollimátorba csapódott protonok nem annyira abszorbeálódnak, mivel a kilépési folyamatban a kisebb energiájú részecskék zuhanyja keletkezik,és ezt a zuhanatot a másodlagos és akár harmadlagos kollimátorok is felszívják.

Kiderült, hogy a miniatűr hajlított egyedi kristályok (1. ábra) radikálisan javíthatják ezt a rendszert. A csatornázás és a térfogat-visszaverődés hatása miatt óvatosan átirányítják a protonokat a megfelelő irányba, anélkül, hogy zuhanyokat okoznának (2. Igaz, felmerül a kérdés: vajon egy ilyen erős mechanikai terhelésű kristály ellenáll-e egy ilyen nagy protonáramnak?

2. ábra. A kollimátorok hajlított kristályokra gyakorolt ​​előnyét magyarázó séma (a jobb oldalon) a szokásos rendszerhez képest (a bal oldalon). A LAU9 együttműködési cikk képe

A probléma tisztázása érdekében a CERN-ben létrehoztak egy csoportot, amely a kristályt az SPS gyorsítóban (UA9 kísérlet, később – LUA9) nagy teljesítményű (50 billió részecskével!) 450-GeV proton gerenda alá helyezte. Normális működés esetén természetesen ilyen nagy áramlást nem szabad; Ez a kísérlet csak a kristály legveszélyesebb helyzetét szimulálta. Crystal egy ilyen ütést ellenállt. Ezenkívül ez a csoport képes volt a kristályokat a gerenda tengelyéhez viszonyítva a szükséges pontossággal orientálni – egy másik nem triviális mérnöki feladatot, amelyet a technikusok tisztelettel kezeltek. Részleteket lásda magazinok Symmetry és a CERN Bulletin jegyzeteiben.

Ezeknek a bátorító eredményeknek köszönhetően a LUA9 csoport hozzáférést kapott a nagyméretű hadronütközőkhöz. 2014-ben teszteli a kollimátor új prototípusát az LHC gyorsítógyűrűben. Ha minden megy a terv szerint, akkor pár év múlva elkezdődik a kollimátorok telepítése az ütközőre.


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: