LHC Um próton referência executar para preparar para o chumbo

Com o próton prazo em 13 tera eléctron-volts (TeV) agora mais para 2015, os preparativos estão em pleno andamento para o Large Hadron Collider (LHC) para investigar íons de chumbo, como faz para parte de cada ano. Mas, primeiro, a equipe de operações está colidindo prótons a energias mais baixas do que o habitual para fornecer uma linha de base para a execução de chumbo.

As colisões entre íons de chumbo são muito mais complexos do que aqueles entre prótons individuais. Ao colidir íons de chumbo em energias de vários tera eléctron-volts (TeV), as condições extremas dar origem a um quente, sopa densa de partículas conhecidas como "plasma quark-glúon" - um estado da matéria pensado para existiram logo após o Big Bang. As experiências no CERN estudar esse plasma para obter insights sobre a natureza do início do universo.

Para cortar a complexidade da bola de fogo chumbo, físicos do CERN irá comparar seus dados de colisões chumbo-liderança com medições anteriores de próton-próton, bem como próton-lead colisões.

"Um núcleo de chumbo no LHC tem 82 vezes a energia de um próton", diz acelerador físico John Jowett. "Mas essa energia é distribuída entre seus 208 núcleos (os prótons e nêutrons que compõem o núcleo de chumbo). Como 82 dividido por 208 é 0,39, segue-se que um próton ou nucleon em um núcleo de chumbo colidindo tem apenas menos de 40% de a energia de uma colisão de prótons independente ".

É por isso que, em próton-próton corrida de hoje, a equipe de operações tem ajustado a energia do feixe de prótons para baixo. "Para os próximos colisões entre íons de chumbo, vamos reduzir os campos magnéticos do LHC um pouco - a partir dos níveis correspondentes a uma energia de prótons de 6,5 TeV, a 6,37 TeV - porque isso nos dá o mesmo centro de massa de energia de 5,02 TeV por par nucleon como tivemos em 2013, quando colidiu 4 TeV prótons com íons de chumbo ", diz Jowett. "Os dados de referência protão-protão a ser tomadas nesta semana está em 2,51 TeV por feixe, que é a energia correspondente para protões. Então, finalmente, os experimentos será capaz de fazer comparações precisas entre os conjuntos de dados com três combinações diferentes de partículas que colidem na mesma energia eficaz. "

Accelerator físico Jorg Wenninger da equipe de operações do LHC diz que a preparação do LHC para feixes de prótons a 2,51 TeV era relativamente simples. "Nós tivemos que re-comissão do prazo para reduzir energia, encontrar as colisões e criadas todas as condições para a física", diz ele. "Mas nós já correu o LHC em alta energia este ano, para que possamos beneficiar da experiência adquirida. No entanto, vamos aplicar uma inovação: em vez de apertar a ótica do feixe nos pontos de colisão após a rampa de energia, vamos realizar ambas as operações em paralelo. Se este está a funcionar sem problemas, poderemos decidir usar a mesma técnica para encurtar os ciclos do LHC em 2016 e além. "

"Esta referência prazo próton-próton dará os experimentos uma idéia do que as equações próton-próton parecer; dá-lhes uma comparação para as próximas colisões chumbo-chumbo", diz Mike Lamont da equipe de operações do LHC.

Os experimentos do LHC também estão se preparando para a corrida de chumbo-chumbo. ALICE é especializado para a física de iões pesados, ATLAS e CMS têm calorímetros adicionado ao túnel do LHC, e pela primeira vez, o LHCb experiência vai levar os dados a partir destes de íons pesados colisões.