ЦЕРН объявил, что самый мощный в мире ускоритель частиц готов начать проводить эксперименты со столкновениями протонов на рекордно высоком уровне энергии.
Большой адронный коллайдер готовится передать данные с беспрецедентной энергией 13,6 ТэВ. Ученые Ливерпульского университета участвуют в международном сотрудничестве, которое будет собирать и анализировать данные.
Это знаменует собой начало третьего запуска ускорителя по сбору данных для физики в ЦЕРНе, на франко-швейцарской границе недалеко от Женевы.
Луч начал циркулировать в апреле, после более чем трех лет модернизации и работ по техническому обслуживанию , чтобы сделать его еще более мощным.
Машина LHC и ее инжекторы ранее были повторно введены в эксплуатацию для работы с новыми пучками более высокой интенсивности и повышенной энергией.
Операторы луча объявили, что луч стабилен и готов начать сбор данных для использования в научных целях.
Теперь LHC будет работать круглосуточно в течение почти 4 лет при рекордной энергии в 13,6 триллиона электронвольт (ТэВ).
Ученые из Ливерпульского университета участвовали в международных усилиях по повышению производительности трех из четырех основных экспериментов БАК — LHCb, ATLAS и ALICE — для увеличения выборки данных и получения более высокой энергии столкновения.
Профессор Моника Д’Онофрио является руководителем экспериментальных групп ATLAS и FASER в Ливерпульском университете.
Она говорит, что «это очень волнующий момент для всех нас: после многих лет работы, потраченной на модернизацию детекторной системы ATLAS с новыми компонентами, улучшенным считыванием данных и улучшенным онлайн-отбором, мы готовы собирать значительно большие выборки данных, более высокие качество по сравнению с предыдущими тиражами».
«Мы сможем исследовать природу бозона Хиггса с беспрецедентной точностью, проверить, распадается ли он на новые частицы, например те, которые могут составить темную материю , и искать новую физику при самой высокой энергии, когда-либо достигаемой ускорителем. »
«Наша группа в Ливерпуле была в авангарде многих из этих поисков и точных измерений с самого начала работы БАК, и мы с нетерпением ждем начала этой новой фазы эксперимента ATLAS».
«Это также фантастика, что, в дополнение к четырем большим экспериментам LHC, несколько совершенно новых небольших экспериментов, построенных и установленных во время длительного простоя, увидят свои самые первые данные, когда начнется запуск 3. Ливерпуль является частью FASER, построенной для поиска распадов гипотетических новых частиц с большим временем жизни, образованных в столкновениях LHC, которые являются кандидатами на темную материю. Это приятно дополнит физическую программу ATLAS, изучающую ранее открытые области. Следующие годы, несомненно, будут интересными, и мы все заняты чтобы максимально использовать эти фантастические детекторы и ускоритель».
Профессор Мариэль Шартье, руководитель группы эксперимента ALICE Ливерпульского университета, говорит, что «после почти десяти лет исследований и разработок эксперимент ALICE завершил основные обновления своих детекторов, электроники, триггерных и вычислительных систем во время второго длительного простоя БАК, готовый к запуску». Сегодня начнется его третий запуск. В течение следующего десятилетия ALICE сможет собирать гораздо больше данных о протон-протонных, протон-ионных и тяжелых ионных столкновениях на LHC, гораздо быстрее, чем раньше».
«Я лично очень рад видеть, насколько хорошо новая кремниевая внутренняя система слежения будет работать для достижения высокоточных измерений динамики на коротких расстояниях в квантовой хромодинамике при высоких температурах и для более глубокого понимания кварк-глюонной плазмы».
«Этот новый детектор — самый большой кремниевый пиксельный трекер из когда-либо созданных и первый, полностью сделанный из CMOS-сенсоров, что делает его самым пиксельным, а также самым тонким кремниевым трекером частиц на LHC».
«Ливерпульский университет в партнерстве с STFC Daresbury Laboratory внес значительный вклад в этапы строительства, сборки и ввода в эксплуатацию этой гигантской (приблизительно 10 м 2 ) цифровой камеры с почти 13 миллиардами пикселей, способной делать 50 000 снимков в секунду!»
Профессор физики элементарных частиц из Ливерпуля Тара Ширс, которая работает над экспериментом LHCb, говорит, что «во Вселенной так много всего, что нам нужно понять: почему материя и антиматерия различны; из чего состоит темная материя; думаю, и надежда где-то там, где-то раскрывается. Вот почему Run 3 так важен для нас. Он даст нам так много данных, что мы сможем провести действительно криминалистическое расследование всех этих вопросов».
«Мой эксперимент, LHCb, был тщательно переработан и модернизирован, готовый к началу сбора данных, и в Ливерпуле мы сконструировали для него один из основных детекторов частиц. Никто не ожидал, что разразится пандемия, когда мы это планировали! Благодаря самоотверженности и мастерству наших замечательных сотрудников в Ливерпуле, несмотря на все трудности, этот сложный детектор был успешно собран, доставлен и установлен, готовый к запуску 3. Данные этого нового детектора сделают возможной всю физическую программу LHCb».
В четырех крупных экспериментах LHC были проведены серьезные обновления систем считывания и отбора данных с новыми детекторными системами и вычислительной инфраструктурой.
Изменения позволят им собирать значительно большие выборки данных с данными более высокого качества, чем в предыдущих запусках. Ожидается, что детекторы ATLAS и CMS зарегистрируют больше столкновений во время запуска 3, чем в двух предыдущих физических запусках вместе взятых. Эксперимент LHCb претерпел полную модернизацию и, как ожидается, увеличит скорость сбора данных в 10 раз, в то время как ALICE нацелен на ошеломляющее пятидесятикратное увеличение количества зарегистрированных столкновений.
Благодаря увеличению выборки данных и более высокой энергии столкновения запуск 3 еще больше расширит и без того очень разнообразную физическую программу LHC.
