Големият адронен колайдер (Large Hadron Collider, LHC) представлява 27-километров пръстен, чиято работа зависи от хиляди магнити от различни типове – диполи, квадруполи, секступоли, октуполи, декаполи и други, които насочват и контролират сноповете от частици. Всеки тип изпълнява своя специфична задача. Едни от най-важните са така наречените вътрешни триплети. Тези групи от по три квадруполни магнита са разположени от двете страни на четирите основни експеримента на LHC. Тяхната задача е да фокусират максимално плътно сноповете от частици непосредствено преди сблъсъка вътре в детекторите.
Колкото по-плътно са „сгъстени“ сноповете, толкова по-висока е вероятността за сблъсък на частиците. Именно затова вътрешните триплети са от решаващо значение за повишаване на светлинния поток на LHC – тоест броя на сблъсъците, които се случват за определен период от време. Колкото по-високо е нивото на светлина, толкова повече сблъсъци има, а това означава повече данни за анализ от страна на изследователите.
Подготовка на LHC за нова ераЗначителна част от бъдещия проект High-Luminosity LHC (HiLumi LHC) е свързана със замяната на съществуващите вътрешни триплети с много по-мощно поколение магнити. Работите се извършват в рамките на третата продължителна пауза (LS3). Наскоро специалистите разрязаха първото междумагнитно съединение, с което официално поставиха началото на операцията по подмяната. Генералният директор на ЦЕРН Марк Томсън също посети точка 1 на LHC (експериментът ATLAS), за да отбележи това събитие.
„Замяната на тези магнити с новите вътрешни триплети на HiLumi LHC е от решаващо значение за предстоящите години на работа при висока светлинна мощност. Първият квадрупол от новите триплети трябва да пристигне в тунела в началото на 2029 година. Общо ще бъдат монтирани 16 криостата и 28 криоагрегата – това е мащабна задача.“
обяснява Жан-Филип Ток, ръководител на координационната група LS3 Новите магнити са с около 40% по-силниНовите вътрешни триплети са резултат от дългогодишни изследвания и разработки. Те представляват сериозен технологичен пробив в сравнение с ниобий-титановите магнити, които в момента работят вътре в БАК. Вместо ниобий-титан в модернизираните магнити се използват свръхпроводящи намотки от ниобий-калай. Това им позволява да създават магнитни полета, достигащи 11,3 Тесла – приблизително с 40% по-силни от полетата, създавани от настоящите магнити.
Новото оборудване ще бъде инсталирано около експериментите ATLAS и CMS, където повишената честота на сблъсъците е особено важна. ALICE и LHCb работят по различен начин и преследват други физични програми, поради което не се нуждаят от същото увеличение на моментната светимост. Наличните им вътрешни триплети могат да останат на място. Въпреки това тези магнити все пак ще бъдат модернизирани, за да могат и двата експеримента да се възползват от общото повишение на светимостта.
Демонтаж на 28 свръхпроводящи магнитаОт 7 септември екипите на ЦЕРН демонтират участъци от колайдера от двете страни на ATLAS и CMS. Целта е да се извадят 28 свръхпроводящи магнита (включително вътрешните триплети), които се планира да бъдат подменени. Тази операция бележи края на една епоха за оборудването, което е било част от Големия адронен колайдер от момента на неговото изграждане.
„Днешното събитие е важен момент за ЦЕРН, особено за екипа на проекта HiLumi LHC. Настоящите вътрешни триплети датират от времето на изграждането на LHC и са били монтирани в ускорителя между 2005 и 2007 година. След почти 20 години работа те ще отстъпят място на ново поколение още по-мощни магнити. Наистина е чудесно да се наблюдава такова предаване на щафетата от едно поколение иновации към следващото.“
казва Маркус Церлаут, ръководител на проекта HiLumi LHC