El reinicio del LHC: ¿Por qué 13 Tev?

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) Fue reiniciado para la física a principios de 2015 después de dos años de mantenimiento y actualización. La energía de colisión en el reinicio será de 13 TeV, un aumento significativo en la ejecución inicial de tres años LHC, que comenzó con una energía de colisión de 7 TeV, llegando a 8 TeV. Pero el LHC fue diseñado para funcionar a una energía máxima de colisión de 14 TeV, ¿por qué ha CERN decidió iniciar la segunda pasada a una energía más baja? La decisión de comenzar la segunda pasada LHC a los 13 TeV se ha tomado con el fin de optimizar la entrega de las colisiones de partículas para la investigación de la física, y por lo tanto acelerar el camino hacia una nueva física potencial. Se basa en las propiedades de los imanes dipolares 1232 superconductor que guían los haces alrededor de anillo de 27 kilómetros del LHC. Cuanto mayor sea la energía del haz, mayor será el campo magnético necesario para mantener una órbita constante, y cuanto mayor sea la corriente eléctrica que fluye en bobinas superconductoras del imán. En energías del haz del LHC, las corrientes eléctricas son extremadamente altos, de hasta 12.000 amperios, y cables superconductores tienen que ser utilizados. La superconductividad es un fenómeno de baja temperatura, por lo que las bobinas tienen que mantenerse muy frío, a sólo 1,9 grados por encima del cero absoluto para ser precisos, o alrededor de -271 ° C. Incluso una pequeña cantidad de energía liberada en el imán por cualquier motivo puede calentar las bobinas hacia arriba, impidiendo su superconductor. Cuando esto sucede, la corriente tiene que ser extraído de forma segura en un tiempo muy corto. Esto se llama un enfriamiento rápido, y sólo uno milijulios - la energía depositada por una moneda de euro en 1 céntimo caer de 5 cm - es suficiente para provocar una. Protección imán en caso de que sacia es una parte crucial del diseño del sistema magnético del LHC. Cuando un nuevo imán superconductor está calificado para su uso, que necesita ser entrenado. Eso implica de manera constante aumento de la corriente hasta que el imán apaga, y luego comenzar de nuevo. Al principio, los apaga pueden ocurrir en relativamente baja corriente, pero con el tiempo, ya que los componentes del imán se asientan en, la corriente aumenta hasta el imán puede ser operado de manera rutinaria en su corriente nominal. Si se inicia un nuevo ciclo de entrenamiento después de un período prolongado durante el cual el imán está caliente, el imán por lo general se reinicia la formación en un valor que es mayor que la primera de enfriamiento rápido en primera ciclo de entrenamiento, pero menor que el máximo alcanzado previamente. En otras palabras, la "memoria" del imán es generalmente menos de 100%. Antes de que el LHC comenzó la operación, todos sus imanes fueron entrenados hasta un equivalente actual a una energía de colisión de más de 14 TeV. Las pruebas con imanes individuales, junto con el hardware de las pruebas de puesta en 2008, han demostrado que para algunos imanes dipolares la memoria es un poco menor de lo esperado, exigiendo un mayor número de apaga para llegar a campo nominal. Sin embargo, el reciclaje de estos imanes a 13 TeV debe requerir sólo un corto período de tiempo, mientras que la reconversión de 14 TeV tomaría más tiempo, tomar tiempo lejos de investigación de la física. Es por eso que la mejor manera de llegar a nuevos resultados rápidamente, a una energía considerablemente más alto que nunca alcanzado antes, es comenzar a operar a 13 TeV. Una decisión sobre el momento de ir más alto será tomada en una fecha posterior en la segunda carrera del LHC.