تصادم الجسيمات عند مستويات طاقة قياسية عالمية

تدور حزم البروتونات مرة أخرى حول حلقة الاصطدام البالغ طولها 27 كيلومترًا ، مما يشير إلى نهاية فجوة متعددة السنوات لمهمة الترقية.

في عام 2022 ، سيرن إعادة تشغيل LHC بعد أكثر من ثلاث سنوات من الصيانة والتحديثات المعروفة باسم Long Shut Down 2 (LS2). بمجرد إعادة التشغيل ، ستصل الطاقة إلى مستويات قياسية عالمية عندما تطلق CERN LHC Run 3 لأبحاث الفيزياء. يصادف الرابع من تموز / يوليو الذكرى العاشرة لاكتشاف # Higgs10 ، بوزون هيغز.

تمت إعادة إطلاق مصادم الهادرون الكبير (LHC) ، أكبر وأقوى مسرع للجسيمات في العالم ، بعد فجوة استمرت أكثر من ثلاث سنوات في أعمال الصيانة والتكامل والتحديث. اليوم ، 22 أبريل 2022 ، الساعة 12:16 بتوقيت وسط أوروبا ، تدور حزمتان من البروتونات في اتجاهين متعاكسين حول الحلقة التي يبلغ طولها 27 كيلومترًا (16.8 ميلًا) من مصادم الهادرونات الكبير بقوة حقن تبلغ 450 مليار إلكترون فولت (450 جيجا إلكترون فولت). ).

قال رودري جونز ، رئيس قسم الحزم في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (سيرن): “هذه الحزم تدور في طاقة الحقن وتحتوي على عدد صغير نسبيًا من البروتونات. لا تزال التصادمات الأكثر كثافة وحيوية على بعد أشهر”.

نفق LHC عند النقطة 1. الائتمان: سيرن

قال مايك لامونت ، مدير CERN للمسرعات والتكنولوجيا: “خضعت الآلات والمرافق لتحديثات كبيرة خلال الإغلاق الطويل الثاني لمجمع تسريع CERN”. “يخضع LHC لبرنامج تكامل شامل وسيعمل الآن بسعة أكبر ، بفضل الترقيات الرئيسية في حرم الحاقن ، والتي ستوفر المزيد من البيانات بشكل ملحوظ لاختبارات LHC المحسّنة.”

تم توزيع الحزم التجريبية على LHC في أكتوبر 2021 لفترة قصيرة من الزمن. ومع ذلك ، فإن الحزم التي تنتشر اليوم لا تشير فقط إلى نهاية الإغلاق الطويل الثاني لمصادم الهادرونات الكبير ، ولكن أيضًا بداية أربع سنوات من الاستعدادات لاستخراج البيانات الفيزيائية. من المتوقع أن يبدأ هذا الصيف.

حتى ذلك الحين ، سيعمل خبراء LHC 24 ساعة في اليوم لإعادة النظر تدريجيًا في المحرك وزيادة قوة الحزمة وكثافتها بأمان قبل إرسال التصادمات إلى الاختبارات بقوة قياسية تبلغ 13.6 تريليون إلكترون فولت (13.6 إلكترون فولت).

ستختبر هذه الجولة الثالثة من LHC ، والمعروفة باسم Run 3 ، بيانات الجهاز ليس فقط على قوة قياسية ، ولكن أيضًا على عدد لا مثيل له من الاصطدامات. يمكن لكل اختبار من اختبارات ATLAS و CMS توقع حدوث تصادمات أكثر من تجربتين فيزيائيتين سابقتين أثناء تشغيل الفيزياء ، بينما يمكن توقع أن يضاعف LHCb ، الذي خضع لإصلاح شامل أثناء الإغلاق ، رقم تصادمه ثلاث مرات. . وفي الوقت نفسه ، يمكن لـ ALICE ، المتخصصة في دراسة تصادمات الأيونات الثقيلة ، أن تتوقع زيادة بمقدار خمسين ضعفًا في العدد الإجمالي للتصادم الأيوني المسجل بسبب الانتهاء مؤخرًا من ترقية رئيسية.

سيسمح العدد غير المسبوق من الاصطدامات للفرق الدولية من علماء الفيزياء في CERN وحول العالم بدراسة بوزون هيجز بمزيد من التفصيل وإخضاع النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات وامتداداته المختلفة لاختبارات أكثر صرامة.

تتضمن الأشياء الأخرى التي يجب أن نتطلع إليها في التشغيل 3 تنفيذ اختبارين جديدين ، فيزر و [email protected]، مصمم للبحث عن فيزياء تتجاوز النموذج القياسي ؛ تصادم البروتون والهيليوم الخاص قياس كم مرة يتم إنتاج الأجسام المضادة للبروتونات في هذه الاصطدامات ؛ وستعزز التصادمات التي تنطوي على أيونات الأكسجين من معرفة الفيزيائيين فيزياء الإشعاع الكوني وهذا بلازما كوارك غلوونحالة الكائن التي كانت موجودة بعد مرور بعض الوقت الانفجار العظيم.