Nový přístroj pro diagnostiku paprsků vyvinutý výzkumníky z Liverpoolské univerzity QUASAR Group se stal plně funkčním ve Velkém hadronovém urychlovači (LHC), nejvýkonnějším urychlovači částic na světě. To znamená významný pokrok ve fyzice urychlovačů, který umožňuje přesnější a neinvazivní sledování svazků vysokoenergetických částic.
Obtížnost měření paprsku
Měření vlastností částicových svazků při extrémních energiích je náročný úkol. Tradiční metody často narušují samotné paprsky, což snižuje přesnost experimentů. Nový přístroj známý jako clonový plynový monitor (BGC) řeší tento problém tím, že poskytuje kontinuální, neinvazivní měření během celého provozního cyklu LHC.
Princip činnosti plynové clony
Monitor BGC využívá ultratenkou vrstvu neonového plynu, „závěs“, který interaguje s cirkulujícími protony nebo ionty olova. Tato interakce vytváří slabé záblesky fluorescenčního světla, které jsou detekovány složitým optickým systémem. Analýzou těchto záblesků mohou vědci určit velikost a kvalitu paprsku s nebývalou přesností, od počáteční fáze vstřikování (450 GeV) až po špičkovou energii LHC (6,8 TeV).
Vyvrcholení let vývoje
Technologie monitoru BGC byla vyvíjena a zdokonalována v průběhu desetiletí ve společnosti QUASAR Group. Tým pod vedením profesora Carstena P. Welsche překonal mnoho technických překážek, včetně vakuové kompatibility, optického designu a integrace softwaru. Zařízení prošlo před instalací v CERNu rozsáhlým testováním v Cockroft Institute.
Prokázaný výkon a budoucí dopad
Výkon monitoru BGC předčil očekávání a poskytuje vysoce přesná měření pro protonové i iontové svazky. Nezávislé ověření potvrzuje, že výsledky jsou v těsné shodě se zavedenými diagnostickými systémy LHC, jako je Synchrotron Radiation Telescope a skeny vyzařování z experimentů ATLAS a CMS.
Schválení monitoru BGC pro nepřetržitý provoz (~ 2000 hodin ročně) otevírá dveře podobným systémům v dalších velkých výzkumných centrech. Patří mezi ně European Spallation Source ve Švédsku, Electron-Ion Collider v USA a dokonce i lékařské urychlovače.
„Tento úspěch ukazuje, jak univerzitní inovace mohou přímo utvářet nástroje, které podporují největší světové vědecké přístroje,“ řekl profesor Welsh. “Je to velmi hrdý okamžik pro Liverpool a pro všechny studenty a výzkumníky, kteří přispěli k této pozoruhodné cestě.”
Monitor BGC představuje významný pokrok v technologii urychlovačů, který umožňuje přesnější řízení a sledování svazků částic na předních světových vědeckých zařízeních.
