Relatório do Acelerador: Feixes injetados no LHC antes de colisões de íons pesados

O LHC retoma a produção de feixes, após o reparo do vazamento interno de vácuo do tripleto, e se prepara para colisões de íons pesados

31 de agosto de 2023

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Por Rende Steerenberg

No dia 30 de agosto, os feixes foram novamente injetados no Grande Colisor de Hádrons (LHC), um pouco antes do cronograma revisado. Serão necessários alguns dias para recomissionar a máquina com o feixe, revalidar os sistemas de segurança da máquina e ajustar todos os parâmetros da máquina para garantir que ela esteja pronta para entregar feixes para pesquisas físicas mais uma vez.

Após o reparo do vazamento de vácuo interno do tripleto em 1º de agosto, o LHC completou seu resfriamento em 22 de agosto. Isto permitiu testes de alimentação – uma sequência de avaliações predefinidas do equipamento do LHC para revalidar a sua prontidão para operação regular. Normalmente, o treinamento de extinção magnética faz parte do teste de alimentação após um ciclo de aquecimento e resfriamento. Porém, nesta ocasião, quando o ciclo nominal foi executado e uma corrente de até 11.600 A fluiu através dos ímãs dipolo, nenhum deles sofreu extinção. Este resultado não foi totalmente inesperado, dado que a maior parte da máquina foi mantida fria e a temperatura do arco 7-8 permaneceu abaixo de 80 Kelvin. Este limite de temperatura é crucial, pois marca o ponto além do qual a alteração nas tensões mecânicas dentro dos ímãs se torna significativa.

O cronograma do LHC foi revisado após discussões entre representantes dos experimentos do LHC e as equipes de máquinas do LHC. Concluímos que o funcionamento regular do próton terminou com o surgimento do vazamento, já que o restabelecimento da operação de alta intensidade do feixe de prótons a 6,8 TeV implicaria um tempo substancial de configuração e revalidação. Consequentemente, o foco para o resto do ano centrar-se-á na física dos iões pesados ​​que já estava agendada para o final do ano. Isto será complementado por execuções físicas especiais relativamente breves com prótons, como varreduras de Van de Meer para calibrar as medições de luminosidade dos experimentos e colisões de prótons com feixes fortemente desfocados nos pontos de interação (estrela beta alta) nos experimentos, junto com uma sessão condensada de desenvolvimento de máquinas, inicialmente planejada para a segunda quinzena de julho.

O programa de íons pesados, que começa na semana 37, compreende duas partes. A primeira é uma referência próton-próton executada a uma energia de 2,68 TeV, seguida pela execução real com colisões de íons de chumbo em todos os quatro grandes experimentos do LHC. Originalmente programado para quatro semanas, este período de colisão de íons de chumbo foi agora prorrogado por mais uma semana. Os últimos feixes de íons de chumbo de 2023 serão então despejados na segunda-feira, 30 de outubro, às 6h, marcando o início da parada de inverno para todo o complexo acelerador do CERN. Até lá, a expectativa é grande por um período de física movimentado, desafiador e, acima de tudo, de sucesso.

A retomada da operação do feixe não é apenas gratificante para a comunidade física, mas também para todas as pessoas dedicadas que trabalharam duro e pensaram fora da caixa para reparar o vazamento de vácuo sem precedentes em um tempo muito mais curto do que quando os procedimentos padrão teria sido aplicado. Esta conquista sublinha a força, a qualidade e o espírito inovador das equipas científicas e técnicas do CERN.