Büyük Hadron Çarpıştırıcısı Artık Daha Yüksek Enerji ve Daha Fazla Yoğunlukla Çalışıyor

Yeni enerji sınırlarını keşfetmek için tasarlanan her parçacık hızlandırıcısında olduğu gibi Büyük Hadron Çarpıştırıcısındaki (LHC) operatörler de tam işlem potansiyeline adım adım çıkmak zorundadır. Haziran’da yeni enerji rekoruyla Run-2 nin başlamasını takiben Ağustos’un ortalarına doğru büyük deneyler için 28.000 milyar çarpışma sağlandı. Operatörler, makinenin içindeki ışınların yoğunluğunu derece derece artırmak üzere çalışırken LHC daha hızlı dağıtım aşamasına ulaşmak üzere.

LHC, protonları sürekli bir akım halinde değil de 25 nanosaniye (saniyenin milyarda biri) aralıklarla gönderilen ve her birisi 100 milyar proton içeren demetler halinde yaklaşık olarak ışık hızında döndürmek üzere tasarlanmıştır. Bu koşullar altında, LHC tamamlandığında, saniye de 11,000 kereden fazla olacak şekilde 2800 proton demeti, 27 kilometrelik hızlandırıcıda deveran edecektir.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısının ilk çalışması boyunca protonlar, 50 nanosaniye aralıklarla gönderilen demetler halinde 8 TeV’a (tera elektron volt) kadar olan enerjilerde çarpıştırılmıştı. Şimdi ise çarpışmalar 13 TeV enerjide gerçekleşiyor ve demet gönderim aralığı da 25 nanosaniyeye kadar düşürülmüş durumda.

Bu yeni rejim için LHC operasyon takımı, yoğunluğu yavaş yavaş artırarak 25 nanosaniye aralıklarla gönderilen istikrarlı proton demetleri ile hızlandırıcıyı özenli bir teste tabi tutacak. Ve bunu da, Temmuz ayının sonlarına doğru, ışın borularının yüzeylerinde sıkışan gaz moleküllerinin, ki bu gaz molekülleri proton ışınlarının istikrarını bozabilen elektron bulutlarına sebebiyet verirler, salıverilmesi için 25 nanosaniyede bir gerçekleştirilecek olan temizleme süreci takip edecektir.

LHC operasyon takımından Mike Lamont, testlerin birçok sorunu da beraberinde getirdiğini belirtiyor. “Örneğin, 25 nanosaniye ile beraber, bu elektron bulutu büyük bir önem arz etmektedir. ”

Takım, bu günlerde, makinedeki proton demetlerinin sayısını derece derece artırıyor. Demet sayısını artırmadan önce operatörler, bütün sistemlerin doğru düzgün çalışıp çalışmadığını kontrol ederlerken deneyler için istikrarlı proton demetleri sağlamak şartıyla makine, her bir aşama için, toplamda 20 saat çalışmak zorunda. Bu yıl için hedef, makinede 25 nanosaniye aralıklarla yaklaşık olarak 2300 proton demeti oluşturmaktır.

Işın yoğunluğundaki bu artış, hızlandırıcı donanımının maksimum toleransa yakın bir şekilde çalışıyor olduğu anlamına geliyor. Bu yoğunluk artışı, mıknatıs soğutma koruma sistemindeki (magnet quench protection system) bazı bileşenlerin Eylül ayının başlarında gerçekleşecek olan bir sonraki teknik arada değiştirilmesinin zorunluluğuna vurgu yapıyor. Bununla beraber süper iletkenli mıknatıslar oldukça iyi çalışıyor ve operasyon takımı püskürtme (injection), rampalama (ramping) ve odaklanma sistemlerini Run-1 e oranla oldukça iyi bir hale getirmiş durumdalar.

Lamont, “Hızlandırıcının 13 TeV enerji ile çalışmasının oldukça iddialı olacağını biliyorduk. Fakat 2015 hakikaten yeniden görevlendirme yılı. Proton fiziği için oldukça kısa bir yıl olmasına rağmen 2016’nın ve Run-2 nin geri kalanı için zemin hazırlıyoruz. ” ifadelerinde bulunuyor.

Bu yazı, Cian O’Luanaigh tarafından yazılan ‘LHC Progresses Towards Higher Intensities’ makalesinin çerisine dayanmaktadır.

Kaynak:Fizikist.com

Kategori:Bilimsel Deneyler