A nehézion-ütközések első hete az LHC-ben

Amint azt korábban írtuk, az LHC gyorsítóban 2010. november 4-én, csütörtökön futottak körbe az első nehézionok. Az elektronjaiktól teljesen megfosztott ólomionok 82*3,5 TeV energiára való gyorsítására először november 6-án éjszaka került sor. November 7-én hajnali 0 óra 35 perckor létrejöttek az első nehézion-ütközések, és megkezdődött az adatgyűjtés 2,76 ATeV ütközési energián. Az első órában kb. 5000 nehézion ütközés adatait sikerült elmenteni. Ekkor a nyaláb még nem volt stabil, hanem sokszor megszöktek belőle ionok, ezért csak a nyalábcsőhöz legközelebbi, legkevésbé érzékeny detektorokat kapcsoltuk be. A nagyon érzékeny TPC és HMPID detektorok bekapcsolására – és ezzel nagyon pontos fizikai analízisek elvégzésére alkalmas adatok begyűjtésére – csak stabil nyaláb esetén van lehetőség. Erre végül november 8-án, hétfőn, 11.20-kor került sor, s ezzel minden adatgyűjtő csatornán elindult a nehézion-program.

A nehézion-program első teljes hetének (az idei év 45. hetének) fő célja a stabil ólomnyaláb fenntartása és a luminozitás növelése volt, amit sikerült is elérni. A hétfő reggeli stabil nyaláb még csak 2 ioncsomagot (bunch-ot) tartalmazott, a kedd éjfélkor gyorsított nyaláb már 5 ioncsomagból állt. Ez 9 órán keresztül keringett az LHC-ben, ütközések százezreit létrehozva az ALICE, ATLAS és CMS belsejében lévő keresztezési pontokban. Még kedd éjfél előtt sikerült 17 ioncsomagot elindítani, ezzel a 3.5*10^24 cm^-2s^-1 luminozitást elérni, és szerda (november 10.) reggelig közel fél millió ütközést létrehozni.

A szerda és csütörtök a nyalábmérnökök napja volt, a cél 69 részecskecsomag sorbaállítása és gyorsítása volt. Nem ment egyszerűen. Végül péntek (november 12.) hajnalban 0.53-kor sikerült a 69×69 csomagos beállítást stabilizálni, és közel 6 órán keresztül adatot gyűjteni, szintén több százezret. Szombat hajnali 1.04-kor ugyancsak 69×69 csomagos beállítással indult el újra a gyorsítás, és mintegy 9 órán keresztül működött a gyorsító úgy, “mint egy óramű” – ahogy Rolf Heuer, a CERN igazgatója is jelentette a hét közepén az LHC állapotáról.

Szombaton (november 13.) 22 órakor újabb csúcsjavítás következett: 121×121 csomag ütköztetése. Az elért luminozitás meghaladta a 2×10^25 cm^-2 s^-1 értéket, ami közel 10-szerese a kedd éjszaka elért korábbi értéknek. A vasárnap reggelig tartó 6 órányi adatgyűjtés alatt mintegy 4,6 millió nehézion-ütközés adatainak szalagra mentése történt meg. Ezzel az első héten, pontosabban vasárnap (november 14.) reggelig bezárólag, az ALICE 0,7 mikrobarn^-1 nehézion-ütközéses eseményt gyűjtött össze. Most már tényleg gőzerővel indulhatnak a fizikai elemzések!

A jelen állapotban a nyaláb stabilnak tűnik, és sikerült létrehozni a megcélzott 121×121 csomag ütközését lehetővé tevő üzemmódot is. Ha a nehézion-program következő hetében sikerül ezt a luminozitást fenntartani, akkor sokszor tízmillió esemény adatainak rögzítésére lesz lehetőség – ami óriási tudományos eredmény lesz. 

A következő kép mutatja a nyalábintenzitást és a nyalábenergiát a péntek (november 12.)  éjjeltől szombat éjjelig tartó 24 órás időszakban. Péntek éjjeltől szombat reggelig 9 órán keresztül keringtek a felgyorsított nehézionok az LHC-ben, majd szombat éjszaka újra kezdődött a gyorsítási-ütköztetési periódus.

2010. november 15.
Lévai Péter és Molnár Levente

A nagyobb képért kattints a képre!

Advertisements

One Response to A nehézion-ütközések első hete az LHC-ben

  1. A kutatók tisztelt figyelmébe ajánlom, hogy egy 208Pb izotóp 208 protonból, kb. 270 pozitronból és kb 478 elektronból áll. Tehát összesen kb. 956 elemi
    részecskéböl áll.

    Az elmélet, ami ezt megmagyarázza a “Physics of Elementary Processes”, Cerberus, Bp., (2005) ISBN: 963 219 791 7 könyvben áll, ami megtalálható a KFKI, ELTE és BME könyvtárában.

    Tisztelettel

    Dr. Szász Gyula

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: