En el negocio Upstream "splash" muones en el ALICE Muon Forward Tracker registrado el 9 de octubre, lo que permite a la colaboración comprobar que su detector rejuvenecido y recientemente cerrado funciona como se esperaba antes de la Ejecución 3 del próximo año. Crédito: ALICE Collab.
 
Después de una pausa de tres años, los protones están circulando una vez más en el LHC, mientras los físicos hacen los preparativos finales para el inicio de la Serie 3. A principios de octubre, un haz de protones de 450 GeV se abrió paso desde el Sincrotrón Super Proton (SPS) por la línea de luz TI2 hacia el Punto 2, donde golpeó un bloque de descarga y roció partículas secundarias en el experimento ALICE (ver imagen). Beam también se envió con éxito por la línea de transferencia TI8, que se encuentra con el LHC cerca de donde se encuentra el experimento LHCb.

Hoy, finalmente se inyectaron protones contrarrotantes en el LHC, lo que marca el último hito en el despertar del complejo de aceleradores del CERN, que cerró a fines de 2018 para Long Shutdown 2 (LS2). Se planean dos semanas de pruebas de haz, junto con las primeras colisiones de baja energía en los experimentos, antes de que la máquina se apague por un período de mantenimiento de 3 a 4 meses. Mientras tanto, los experimentos continúan preparándose para operaciones Run-3 más luminosas.

Cuenta regresiva final

Las vigas han vuelto al CERN desde la primavera. Después de una revisión integral de dos años, el Sincrotrón de protones (PS) aceleró sus primeros haces el 4 de marzo y recientemente comenzó a suministrar experimentos en el Área Este recientemente renovada y en el nuevo anillo ELENA en la Fábrica de Antimateria. Conectar el nuevo Linac4 al PS Booster actualizado (que también sirve a ISOLDE) fue un paso importante en el programa de actualización.   Juntos, ahora proporcionan al PS un haz de 2 GeV, 0.6 GeV más que antes, para lo cual la máquina de 60 años tuvo que equiparse con imanes renovados, nuevos sistemas de descarga de haz, instrumentación y RF y enfriamiento mejorados. sistemas.

Cuando el LHC vuelva a estar en línea para la física en mayo de 2022, no solo será más luminoso, sino que también funcionará a energías más altas.

LS2 vio una revisión aún mayor del SPS, incluida la adición de un nuevo sistema de descarga de haz, un sistema de RF renovado que ahora incluye el uso de tecnología de amplificador de estado sólido y una revisión importante del sistema de control. Combinado con el proyecto de actualización de inyectores LHC (el foco principal de LS2), el complejo de aceleradores ahora está preparado para haces más intensos, en particular para el LHC de alta luminosidad (HL-LHC) a finales de esta década.

El primer manojo se inyectó desde el PS al SPS el 12 de abril, formando vigas "similares al LHC" de hasta 288 racimos unas semanas más tarde. El SPS envía haces a todos los experimentos del Área Norte del CERN, que incluyen una nueva instalación, NA55, aprobada en 2019 para investigar la producción de neutrones rápidos para comprender mejor los antecedentes de los experimentos de neutrinos subterráneos. También impulsa el experimento AWAKE, que realiza I+D para la aceleración de plasma-wakefield y entró en su segunda ejecución en julio con el objetivo de demostrar gradientes de aceleración de 1 GV/m mientras se conserva la calidad del haz. El reinicio de los experimentos del Área Norte también verá ejecuciones piloto para nuevos experimentos como AMBER (el sucesor de COMPASS) y NA64μ (NA64 que se ejecuta con haces de muones).

Más brillante y más poderoso

Cuando el LHC vuelva a estar en línea para la física en mayo de 2022, no solo será más luminoso (con hasta 1,8×10^11 protones por grupo en comparación con 1,3-1,4 ×10^11durante la ejecución 2), pero también funcionará a energías más altas. Este año, la mayoría de los imanes dipolo 1232 del LHC fueron entrenados para transportar haces de protones de 6,8 TeV, en comparación con los 6,5 TeV anteriores, lo que implica operar con una corriente de 11,5 kA (con un margen de 0,1 kA). Después de las pruebas de haz de este otoño, el entrenamiento magnético para los dos últimos de los ocho sectores de la máquina se llevará a cabo durante un período de mantenimiento programado del 1 de noviembre al 21 de febrero. Después de eso, el túnel del LHC y las áreas de experimentación se cerrarán para una "verificación en frío" de dos semanas, con la puesta en servicio del haz a partir del 7 de marzo y los primeros haces estables se esperan durante la primera semana de mayo.

Mientras tanto, los experimentos del LHC continúan preparando sus detectores para la excelente recolección de datos Run-3 que se avecina: al menos 160 fb–1 (como para el Run 2) para ATLAS y CMS; 25 fb–1 a LHCb (en comparación con 6 fb–1 en la Serie 2); y 7,5 nb –1 de colisiones Pb–Pb con ALICE (en comparación con 1,3 nb –1 en la Serie 2). Las luminosidades integradas más altas esperadas para ALICE y LHCb son en gran parte posibles gracias a la capacidad de sus detectores mejorados para manejar la velocidad de datos Run-3, con equipos de LHCb trabajando las 24 horas del día para garantizar que sus nuevos subdetectores estén en su lugar. Nuevos experimentos avanzados, FASER, FASERν y SND@LHC, que tienen como objetivo hacer las primeras observaciones de neutrinos colisionadoresy abrir nuevas búsquedas de partículas que interactúan débilmente, también se están preparando para obtener los primeros datos cuando el LHC vuelva a la vida.

"El rendimiento del inyector alcanzado en 2021 es solo el comienzo de exprimir el potencial que se les ha dado durante LS2, allanando el camino para el HL-LHC, pero también beneficiando el rendimiento del LHC durante la Ejecución 3", dice Rende Steerenberg, director del grupo de operaciones. “El hecho de que el haz regrese a todo el complejo y el suministro rutinario de física a las instalaciones experimentales es testimonio del excelente y arduo trabajo de muchas personas en el CERN”.

Crédito: Matthew Chalmers, cerncourier.com