Colisões de partículas em níveis de energia recordes mundiais

Feixes de prótons orbitam novamente ao redor do anel de 27 quilômetros do colisor, marcando o fim de um intervalo de vários anos de trabalho de atualização.

em 2022, CERN O LHC está reiniciando após mais de três anos de manutenção e atualizações conhecidas como Long Shutdown 2 (LS2). Uma vez reiniciado, a energia atingirá recordes mundiais quando o CERN começar a operar o LHC Run 3 para pesquisa em física. Então, 4 de julho marcará o aniversário do #Higgs10, o 10º aniversário da descoberta do bóson de Higgs.

O Large Hadron Collider (LHC), o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo, foi reiniciado após uma pausa de mais de três anos para trabalhos de manutenção, integração e modernização. Hoje, 22 de abril de 2022, às 12h16 CET, dois feixes de prótons estão circulando em direções opostas ao redor do anel de 27 quilômetros (16,8 milhas) do Grande Colisor de Hádrons em uma energia de injeção de 450 bilhões de elétron-volts (450 gigaelétron-volts). ).

Esses feixes giram na energia de injeção e contêm um número relativamente pequeno de prótons. “As colisões de alta intensidade e energia intensiva estão a dois meses de distância”, diz o chefe de radiologia do CERN, Rodry Jones. “Mas os primeiros pacotes representam a reinicialização bem-sucedida do acelerador após todo o trabalho duro de um longo desligamento.”

Túnel do LHC no Ponto 1. Crédito: CERN

“As máquinas e as instalações sofreram atualizações significativas durante o segundo desligamento prolongado do complexo de aceleradores do CERN”, diz Mike Lamont, diretor de aceleradores e tecnologia do CERN. “O próprio LHC passou por um extenso programa de fusão e agora operará com maior potência e, graças a grandes melhorias no complexo de injetores, fornecerá significativamente mais dados para os experimentos atualizados do LHC”.

Os feixes experimentais circularam no LHC por um breve período em outubro de 2021. No entanto, os feixes que circulam hoje não apenas marcam o fim do segundo longo desligamento do Grande Colisor de Hádrons, mas também o início dos preparativos para quatro anos de coleta de dados físicos, que está previsto para começar neste verão.

Até então, os especialistas do LHC trabalharão dia e noite para reiniciar gradualmente a máquina e aumentar com segurança a energia e a densidade dos feixes antes de entregar as colisões aos experimentos com uma energia recorde de 13,6 trilhões de elétron-volts (13,6 elétron-volts).

Esta terceira corrida do LHC, chamada Run 3, verá experimentos em máquinas coletando dados de colisões não apenas com energia recorde, mas também com números incomparáveis. Ambos os experimentos ATLAS e CMS podem esperar receber mais colisões durante a execução da física do que nas duas corridas físicas anteriores juntas, enquanto o LHCb, que passou por uma regeneração completa durante o desligamento, pode esperar triplicar seu número de colisões. Enquanto isso, ALICE, um detector dedicado ao estudo de colisões de íons pesados, pode esperar um aumento de cinquenta vezes no número total de colisões de íons registradas, graças à recente conclusão de uma grande atualização.

O número sem precedentes de colisões permitirá que equipes internacionais de físicos do CERN e de todo o mundo estudem o bóson de Higgs em grande detalhe e coloquem o Modelo Padrão da física de partículas e suas várias extensões nos testes mais rigorosos até agora.

Outras coisas para esperar no Play 3 incluem o lançamento de duas novas experiências, Mais rápido E [email protected], projetado para buscar física além do Modelo Padrão; colisões especiais de prótons e hélio padrão Quantos isótopos de prótons são produzidos a partir de antimatéria nessas colisões; E colisões envolvendo íons de oxigênio que melhorariam o conhecimento dos físicos física de raios cósmicos e a Plasma de quark-glúonum estado da matéria que existiu logo após a grande explosão.