Новий пучковий діагностичний прилад, розроблений дослідниками з групи QUASAR Ліверпульського університету, повністю запрацював на Великому адронному колайдері (LHC), найпотужнішому у світі прискорювачі частинок. Це знаменує собою значний прогрес у фізиці прискорювачів, що дозволяє більш точний і неінвазивний моніторинг пучків частинок високої енергії.
Труднощі з вимірюванням променя
Вимірювання властивостей пучків частинок при екстремальних енергіях є складним завданням. Традиційні методи часто порушують самі пучки, знижуючи точність експериментів. Новий інструмент, відомий як газова завіса (BGC), вирішує цю проблему, забезпечуючи безперервні неінвазивні вимірювання протягом усього робочого циклу LHC.
Принцип дії газової завіси
Монітор BGC використовує надтонкий шар газу неону, «завісу», яка взаємодіє з циркулюючими протонами або іонами свинцю. Ця взаємодія створює слабкі спалахи флуоресцентного світла, які виявляються складною оптичною системою. Аналізуючи ці спалахи, вчені можуть визначити розмір і якість променя з безпрецедентною точністю, від початкової стадії інжекції (450 ГеВ) до пікової енергії LHC (6,8 ТеВ).
Кульмінація років розвитку
Технологія монітора BGC була розроблена та вдосконалена протягом десяти років у QUASAR Group. На чолі з професором Карстеном П. Велшем команда подолала багато технічних перешкод, включаючи вакуумну сумісність, оптичний дизайн та інтеграцію програмного забезпечення. Перед установкою в CERN пристрій пройшов ретельне тестування в Інституті Кокрофта.
Перевірена ефективність і майбутній вплив
Продуктивність монітора BGC перевершила очікування, забезпечуючи високоточні вимірювання як для протонних, так і для іонних пучків. Незалежна перевірка підтверджує, що результати тісно узгоджуються з встановленими діагностичними системами LHC, такими як Телескоп синхротронного випромінювання та сканування випромінювання в експериментах ATLAS і CMS.
Схвалення BGC монітора для безперервної роботи (~2000 годин на рік) відкриває двері для подібних систем в інших великих дослідницьких центрах. До них відносяться Європейське Джерело Розколу в Швеції, Електронно-Іонний Коллайдер в США і навіть медичні прискорювачі.
«Це досягнення показує, як університетські інновації можуть безпосередньо формувати інструменти, що підтримують найбільші наукові інструменти у світі», — сказав професор Велш. «Це дуже гордий момент для Ліверпуля та для всіх студентів і дослідників, які зробили внесок у цю чудову подорож».
Монітор BGC є значним прогресом у технології прискорювачів, що дозволяє точніше контролювати та контролювати пучки частинок у провідних наукових установах світу.
