The Large Hadron Collider har knust atomer sammen i nesten et tiår nå, og gjort noen utrolige funn i prosessen. Nå lover en større oppgradering av en av detektorene kombinert med et nylig løft i kolliderens kraft å gjøre verdens største maskin enda bedre til å låse opp universets subatomære hemmeligheter.
I går, ifølge Paul Rincon ved BBC, byttet ingeniører ved kollideren ut en stor komponent kjent som en “pixel tracker” i Compact Muon Solenoid (CMS), en av de største eksperimentene langs LHCs oval. Kompleksiteten og delikate karakteren av denne prosedyren gjør den sammenlignbar med å utføre åpen hjertekirurgi på det massive vitenskapelige instrumentet, som ligger rundt grensen mellom Sveits og Frankrike, rapporterer Rincon.
Collideren bruker 1 200 magneter for å lede to stråler med partikler som beveger seg med nesten lysets hastighet rundt den 16 kilometer lange ovalen. Forskere krysser deretter disse bjelkene, noe som resulterer i kollisjoner med høy energi som noen ganger avdekker nye typer partikler. Funn gjort på LHC inkluderer den spottede Higgs boson samt andre eksotiske partikler inkludert pentaquarks og antikvier. Langs partikkelstrålens rute er fire hoveddetektorer, inkludert CMS, som henter signaler fra forskjellige typer partikler skapt av kollisjonene.
Behovet for å oppgradere CMS kommer fra en nylig oppgradering av selve superkollideren. I 2015, etter to år med refiggering, begynte LHC å operere ved 14 teravolt, nesten dobbelt så mye energi som de 8 teravoltene den opererte på i løpet av de første årene. Når det kjører på det lavere energinivået, kunne CMS-detektoren avbildet banene til 25 eller 30 ladede partikler om gangen ved å ta omtrent 40 millioner bilder per sekund og registrere dem som et overlagrede bilder som måtte skilles fra hverandre.
Kollisjonene med høyere kraft vil produsere dobbelt så mange partikkelstier, noe som betyr at CMS trenger å fange opp enda mer data. Den nye pikselsporeren lar CMS gjøre det. "Det er som å erstatte et 66 megapiksler kamera med et 124 megapikselkamera, " forteller Austin Ball, teknisk koordinator for CMS, til Rincon. “Det er grenser for kameraanalogien - det er et 3D-bildesystem. Men poenget er at det nye systemet er kraftigere til å skille fra hverandre effekten av å ha flere kollisjoner lagt over hverandre. ”
I går var teamet ferdig med å sette den nye piksel trackeren på plass. Men det er bare det første trinnet. De må teste den og sørge for at den fungerer som den skal før LHC slås på igjen 1. mai. "Det er som en lanseringsdato for en satellitt, " forteller Ball til Ryan F. Mandebaum på Gizmodo. - De siste månedene har vært spennende, fordi vi har vært under ganske mye tidspress. I dag er dette en viktig kulminerende dag for å finne den installert og montert rundt bjelkerøret riktig.
Så igjen er den utrolig komplekse LHC kjent for sine forsinkelser. Det begynte ikke en gang å fungere før mer enn to år etter den opprinnelige lanseringsdatoen. Siden den gang har problemer inkludert kortslutninger, flere selvmordsstusser og en baguettbærende fugl ført til mange mindre stans og forsinkelser.
I følge en pressemelding fra CERN, European Organization for Nuclear Research, som driver LHC, vil den nye enheten etter hvert bli erstattet av en tredje generasjons pixel tracker når LHC gjennomgår nok en større oppgradering, rundt 2020.
