Megtörténtek az első nehézion-ütközések a nagy hadronütköztetőben!

Szombat éjszaka ismét sor került az ólomionok gyorsítására, az 1,38 TeV/nukleon energia elérésére (lásd előző bejegyzésünkben). Ezután sikerült a két nehézion-nyalábot ütközésbe hozni, így az ALICE detektornál a kevésbé érzékeny aldetektorok bekapcsolásával (V0, SPD, TOF, SSD, ZDC) a fizikusok felkészültek a fizikailag értékelhető ólom-ólom ütközések fogadására.

A történelminek is mondható pillanat 2010. november 7-én (vasárnap), 0 óra 35 perckor jött el, ekkor kezdődött el az adatgyűjtés az ólom-ólom ütközésekben. Több mint egy órán keresztül sikerült fenntartani az ütközéseket 2,76 ATeV-en. Az ALICE detektor 5000 Pb+Pb ütközést rögzített. (Összességében kb. félmillió esetben mentettek el mérési adatokat, de az instabil nyaláb miatt a legtöbbször az ólomionok a nyalábcső falát vagy éppen a nyalábcsőben “lézengő” oxigén- vagy  nitrogénmolekulák egyikét találhatták el – ezt a triggerek alapján tudjuk megállapítani. Ezeket az eseményeket nem tudjuk használni, hiába kerültek rögzítésre.)

Az adatok minőségellenörzése jelenleg folyik. Kíváncsian várjuk az első fizikai adatok publikussá tételét. Nagy valószínűséggel az egy rapiditás-egységre eső újonnan keletkezett töltött részecskék száma lesz ez az új adat (mint ahogy az az első proton-proton ütközéseknél is történt 900 GeV ütközési energián).

A tervek szerint vasárnap késő éjjel újabb gyorsítási periódusra (ramp) és további nehézion-ütközésekre számíthatunk, most már stabil nyalábbal. Így várhatóan már az ALICE összes aldetektora bekapcsolódhat a mérésekbe, köztük a magyar kutatók által is felügyelt HMPID. A nyalábfizikusok hétfőn már 17-17 nehézion-csomagot szeretnének egymással szemben keringetni, ezzel növelve az ütközési számot.

Lévai Péter és Molnár Levente
2010. november 7. 14.00

Az első képek/animáció(k) már felkerültek az ALICE publikus oldalára:

http://aliceinfo.cern.ch/Public/en/Chapter1/firstHI.html

3 évvel meghosszabbíthatják a Tevatron üzemidejét

Részecskefizikusok egy csoportja arra tett javaslatot, hogy hosszabbítsák meg az amerikai Fermilab által üzemeltett chicagói Tevatron részecskegyorsító működési idejét 3 évvel, azaz 2014-ig. A javaslat először az USA Energiaügyi Minisztériumához, majd a Kongresszushoz, s végül a Fehér Házhoz kerül. Ha jóváhagyják a döntést, akkor a világ második legnagyobb részecskegyorsítója versenyelőnybe kerülhet a mükődését 2012-ben szüneteltetni kényszerülő LHC-vel szemben a Higgs-bozon felfedezéséért folytatott hajszában.

Részletek:

http://www.wired.com/wiredscience/2010/10/tevatron-higgs-extension/

Megtörtént az első nehézion-gyorsítás az LHC-ben

2010. november 5-én 16 órakor elkezdődött a stabilan keringő nehézion nyalábok gyorsítása. Az LHC először működött úgy, mint egy nehézion-gyorsító. 16:40-re a mindkét nyalábban jelenlévő, 82-szeresen ionizált ólomionok a kezdeti 450*82 GeV energiáról 3500*82 GeV, azaz 287 TeV energiára gyorsultak. Közel 1 órán keresztül ezen az energián sikerült tartani az ólomionokat.

Kattints a képre a nagyobb méretért!

Ezek a számok azt jelentik, hogy az ólomionok 1,38 TeV/nukleon energiával keringtek a gyorsítóban. Azaz ütköztetés esetén 2,76 ATeV ütközési energiakoncentrációt tudtunk volna létrehozni velük (itt az “A” az atomszámot jelenti, ólomatommagra A=208). Az amerikai RHIC gyorsítónál korábban 200 AGeV energiakoncentrációt sikerült előállítaniuk az amerikai fizikusoknak (ott aranyatommagokkal dolgoztak, A=197 volt).

Ez azt jelenti, hogy az LHC-ben 14-szer nagyobb lesz az ütközés energiája a RHIC értékénél, amikor majd a nehézionok össze is ütköznek. Erre várhatóan vasárnap kerül sor.

Ahogy azt korábban írtuk, 2009. december 14-én sikerült 1,18 TeV-es protonnyalábokkal 2,36 TeV-es proton-proton ütközéseket létrehoznunk, és több ezer eseményt rögzítenünk az ALICE detektorban. Ez az ütközési energia nagyon közel van a most elért 2,76 ATeV energiához. Azaz az ólom-ólom ütközésben mért adatokat jogosan (és könnyen) összehasonlíthatjuk a decemberi proton-proton ütközés adataival. A nehézion-fizikusok kíváncsian várják, hogy milyen eltéréseket fogunk látni: miben különbözik a nehézion-ütközés az egyszerű proton-proton reakcióktól.

Lévai Péter és Molnár Levente
2010. november 5. 19.00

Az LHC-ben nehézionok keringenek, kezdődik az Univerzum ősanyagának kísérleti vizsgálata

Újabb mérföldkőhöz érkezett az LHC: megkezdődtek a nehézionos kísérletek. 2010. november 4-én, csütörtökön újra megteltek a detektorok irányítótermei, különösen az ALICE detektornál. Megérkeztek a felcsigázott nehézion-szakértők, hogy a hosszú hónapokon át nagyon sikeresen végzett proton-proton ütközések után megkezdhessék a nehézion-ütközések eredményeinek vizsgálatát is.

Folyamatosan zajlik az eddig kiválóan működő detektorok finomhangolása, hogy a nehézion-ütközéseknél is zavartalanul folytatódhasson az adatfelvétel, s lehetővé váljon az Univerzum ősanyagának, a kvark-gluon plazmának kísérleti vizsgálata.

2010. november 4-án 20 órakor megkezdődtek az előkészületek a nehézionok gyorsítására az LHC-ben. 20.16-kor 75-ször futott körbe egyik irányba az első olyan részecskecsomag, amely már ólomionokat tartalmazott. Jelenleg gyorsítás még nem történik, az ólomionok energiája a szuperproton szinkrotronban (SPS) megszerzett 200 GeV/nukleon volt, ami összességében 40 TeV energiát jelent egyetlen ólomionra. Az este folyamán sikerült 650-szer, majd 1000-szer, végül 22:37-kor 5000-szer körbefuttatni az ólomionokból álló csomagot a B1 nyalábcsőben.

Éjfél után, november 5-én 01:15-kor sikeres elindultak az ólomionok a B2 nyalábcsőben az ellenkező irányba is. 01.55-kor mindkét nyalábcsőben stabilizálták az ólomionokból álló, egymással szembefutó csomagokat, amelyek több órán keresztül futottak körbe. Egy-egy csomag több milliárd ólomiont tartalmazott. A csomagokat egyelőre még nem ütköztették, most csak nyalábtesztekről van szó, de egyértelmű, hogy sikeresen megtörténtek az első lépések az LHC nehézion-ütközéses kísérletei felé.

A nyalábtesztek elvégzése után várhatóan vasárnap történnek meg az első, fizikailag is értékelhető ólom-ólom nehézion-ütközések. Az eseményeket nyomon követjük, és tájékoztatni fogjuk olvasóinkat.

Lévai Péter és Molnár Levente, 2010. november 5., 8.00

Az idei utolsó proton-proton ütközések az LHC-ben

Szeptember vége óta az LHC üzemeltetői komoly lépéseket tettek a “bunch train” nyalábkonstrukció fejlesztésében. Az október 26-i kísérletekben 368 részecskecsomagot préseltek egyetlen nyalábba, melyek 150 ns-onként követték egymást, ezzel a berendezés 2·10³² cm^-2s^-1 rekord nagyságú luminozitást produkált. A proton-ütköztetések idei utolsó hetében ezt a 150 ns-ot próbálják 50 ns-ra csökkenti – ezzel a paraméterértékkel tervezik működtetni a gyorsítót 2011-ben –, s ezen követési idő mellett gyorsan növelni a csomagok számát, hogy minél több adatot gyűjthessenek a detektorok még a maradék időben.

Október végén befejeződnek az LHC-ben az idei proton-kísérletek, november 3-tól december közepéig nehézion-ütközéseket vizsgálnak majd a kutatók.

Az LHC teljesítette a 2010-es küldetést

Október 14-én az LHC elérte a 2010-re kitűzött célt, a csúcsluminozitás értéke meghaladta a 10³² cm^-2s^-1-et. Ez fontos lépés volt afelé, hogy az LHC detektorai 2011 végéig, még a nagy leállás előtt összegyűjthessék a tervezett 1 fb^-1 nagyságrendű integrált luminoziást. Ekkora adatmennyiségből – ha a természet is úgy akarja – már jó eséllyel kiolvasható lesz az új fizika – írta Rolf Heuer, a CERN főigazgatója közleményében.