Обнадеживающее начало третьего забега

Смотрите в

Майк Ламонт

Майк Ламонт — директор по ускорителям и технологиям

31 августа, 2022

В трудные времена отрадно видеть, что ускорительный комплекс ЦЕРН вновь полностью заработал и работает, а физика доставляется в эксперименты в ISOLDE и HIE-ISOLDE, n_TOF, AD-ELENA, East Area, the North Area, AWAKE, HiRadMat, CLEAR. и, конечно же, БАК – несмотря на текущую временную незапланированную остановку – и огромную работу, проводимую с испытательными лучами и на облучательных установках.

На БАКе, после обширного повторного запуска с использованием пучка, первые столкновения с включенными детекторами произошли на следующий день после того, как мы отпраздновали 10-летие открытия бозона Хиггса. За первыми стабильными лучами последовал период чередующегося ввода в эксплуатацию и повышения интенсивности. Ежегодно количество пучков на балку тщательно увеличивается поэтапно, с одобрением панели защиты машины после определенного периода времени/количества заполнений при данной конфигурации. В этом году БАК увеличил количество сгустков на луч с 72 до 315, 603, 987, 1227, 1551, 1935, 2173, а затем и 2413 за пять с половиной недель, причем первое заполнение 1227 сгустков произошло 29 числа. Июль, на несколько дней раньше запланированного срока. Несмотря на знакомый набор проблем на этом пути, был достигнут значительный прогресс, и к 12 августа было собрано 2440 групп.

Опыт подсказывает нам, что первый год работы с лучом после трехлетнего простоя может оказаться немного непростым. Предусмотренные проблемы включали дополнительные тренировочные гашения основного диполя из-за того, что машина теперь работает при напряжении 6,8 ТэВ, электронное облако и неопознанные падающие объекты (НЛО).

Вакуумная команда предвидела, что лучевые экраны будут полностью выведены из строя, а также придется начинать с нуля кампанию по сокращению электронных облаков. Программа полной очистки успешно довела изначально очень высокое электронное облако до приемлемого уровня, с дальнейшим кондиционированием, предусмотренным в ходе длительных и интенсивных физических экспериментов. Здесь ключевым вопросом является тепловая нагрузка электронного облака на криогенную систему – реальный эксплуатационный предел максимальной интенсивности, с которой может справиться БАК.

Ожидалось, что НЛО, настоящая проблема 2015 года, снова появятся после LS2. Это действительно так, но, к счастью, они быстро приспособились и теперь происходят реже. Несмотря на то, что они по-прежнему являются причиной случайных преждевременных сбросов, благодаря тщательному управлению пороговыми значениями потерь луча они не являются изнурительными.

Параллельно проводилась необходимая переналадка и отладка обширных и сложных ускорительных систем. Недавняя доступность была умеренной по сравнению с впечатляющими уровнями, достигнутыми в конце второго запуска.

Яркость была ошеломляющей. Благодаря улучшениям, внесенным в рамках программы модернизации инжекторов (LIU), инжекторы обеспечивают высококачественный луч с малым поперечным размером луча. Хорошо отлаженные процедуры и превосходный контроль параметров на БАК позволили полностью раскрыть потенциал пучков. На данный момент оперативная группа все еще работает с номинальной интенсивностью группы, но возможность значительного повышения еще предстоит реализовать. Отличные результаты являются свидетельством постоянных инвестиций в понимание, инструменты, разработку машин, физики ускорителей, систем ускорителей, таких как приборы и поперечная обратная связь, а также большой тяжелой работы.

Хотя у БАК есть потенциал значительно выше, пиковая светимость для запуска 3 ограничена примерно 2e34 см-2 с-1 из-за тепловой нагрузки от светящихся обломков, которая воздействует на сверхпроводящие внутренние триплетные магниты. Светимость ограничивается поперечным смещением или изменением размера луча в точке взаимодействия. Были применены новые сложные операционные инструменты для плавного уменьшения размера луча в стабильных лучах (бета-нивелирование), чтобы поддерживать уровень яркости на максимальном значении как можно дольше.