أول اصطدام أيونات الرصاص عند مستوى قياسي من الطاقة في LHC

أول اصطدام أيونات الرصاص عند مستوى قياسي من الطاقة في LHC
تصادمات أيون من الدورة الأولى في Record Energy في LHC - عرض ALICE لصورة وهندسة الأحداث: Pb-Pb 18 TeV في 2022 نوفمبر 5,36

استعدادًا لدراسة الفيزياء الرائدة للعام المقبل ، تم إجراء اختبار يتضمن أيونات الرصاص في LHC يوم الجمعة 18 نوفمبر. بهذه الطريقة ، أتيحت للتجارب فرصة للتحقق من صحة أجهزة الكشف الجديدة وأنظمة معالجة البيانات الجديدة.

بعد الإطلاق الناجح لـ Run 13,6 ، الذي يتضمن تصادمات بروتون-بروتون بطاقة قياسية تبلغ 3 تيرا إلكترون فولت ، في يوليو من هذا العام ، تبع ذلك التفاعل مع نوى الرصاص. حدث هذا التفاعل في مصادم الهادرونات الكبير (LHC) العام الماضي بعد توقف دام أربع سنوات.

تمت دراسة بلازما كوارك-غلوون (QGP) ، وهي حالة من المادة التي لا تكون فيها المكونات الأساسية والكواركات والغلوونات مقيدة داخل النوكليونات ولكن يمكن أن تتحرك وتتفاعل بحجم أكبر بكثير ، باستخدام نوى الرصاص مع 208 نيوكليونات (بروتونات ونيوترونات).

خلال الاختبار الذي تم إجراؤه يوم الجمعة الماضي ، تم تسريع النوى الرئيسية واصطدامها بطاقة قياسية قدرها 5.36 تيرا إلكترون فولت. يمثل هذا معلمًا هامًا في تطوير دراسات فيزياء الاصطدام الرصاصي المخطط لها لعام 2023 والسنوات 3 والتشغيل 4 التالية.

بالنسبة للمصادم LHC عالي الإنارة ، خضع مجمع حاقن أيون CERN لسلسلة من التحسينات للسماح لمضاعفة الكثافة الإجمالية لحزم أيونات الرصاص.

للقيام بذلك ، يتم استخدام Super Proton Synchrotron (SPS) في عملية تعرف باسم "تكديس تحول الزخم".

تتم معالجة دفعتين من أربع حزم من أيونات الرصاص مفصولة بـ 100 نانوثانية لإنتاج دفعة واحدة من 50 حزم رصاص مفصولة بـ 8 نانوثانية.

وبهذه الطريقة سيكون من الممكن زيادة العدد الإجمالي للحزم التي تم حقنها في LHC من 2 في التشغيل 648 إلى 3 في التشغيل 1248 وما بعده. سيقدم المصادم LHC تصادمات أيونات ثقيلة أكثر بعشر مرات مقارنة بالعمل السابق بعد اكتمال جميع التحسينات.

يمثل هذا الاختبار أيضًا معلمًا مهمًا لـ ALICE ، حيث ركزت تجربة LHC على أبحاث اصطدام أيونات الرصاص. أثناء الإغلاق الأخير للمصادم LHC ، تمت إضافة العديد من أجهزة الكشف الجديدة تمامًا أو الأفضل بشكل ملحوظ إلى أداة ALICE ، بالإضافة إلى أجهزة وبرامج جديدة لمعالجة البيانات.

في إعادة بناء مسارات وخصائص الجسيمات المتكونة في التصادمات ، توفر الكواشف الجديدة دقة مكانية أفضل. يمكن أيضًا أن توفر المعدات المحسنة وسلسلة المعالجة جميع معلومات التصادم بسرعة مضاعفة.

استفادت التجارب الأخرى من أعمال الاختبار لتكليف الأنظمة الفرعية التي تمت ترقيتها وتثبيتها حديثًا في بيئة الأيونات الثقيلة الجديدة بطاقة أعلى وتباعد الحزمة بمقدار 50 نانو ثانية.

في الدراسة 3 ، قام ATLAS بتقييم التغييرات في برنامج الاختيار (المشغل) الذي يهدف إلى تحسين جمع البيانات لفيزياء الأيونات الثقيلة. تم اختبار محفز جديد لمسار الجسيمات يمكنه اكتشاف مجموعة متنوعة من "التصادمات البيئية الفائقة" على وجه التحديد من قبل الفيزيائيين. طورت CMS سلسلة من القراءات والحصول على البيانات وسلاسل التشغيل وإعادة الإعمار للاستفادة الكاملة من تصادمات الرصاص عالية الطاقة.

بفضل حشوات الرصاص التي يوفرها المصادم LHC ، تمكنت CMS من تسليح النظام بأكمله بالحزمة وتحديد المناطق التي يمكن تحسينها فيها بشكل أكبر لدراسات الأيونات الثقيلة لعام 2023.

عندما حدثت اصطدامات الرصاص مع وفرة الجسيمات العالية للغاية ، بدأ LHCb في تشغيل كاشف جديد تمامًا. تم استخدام أداة SMOG2 الجديدة ، الفريدة من نوعها في التجربة والتي تهدف إلى حقن الغازات النبيلة في منطقة تصادم LHCb ، بواسطة LHCb لتجميع تصادمات الأرغون الرصاص في وضع الهدف الثابت بالإضافة إلى تصادمات الرصاص.

على الرغم من قصر مدته ، يمكن اعتبار برنامج الرصاص 2022 ناجحًا لمسرع LHC والتجارب ومجمع حاقن الأيونات الثقيلة التابع لـ CERN. لأول مرة ، تم رصد وتسجيل اصطدامات الرصاص والرصاص عند طاقة قياسية جديدة بواسطة أربعة أجهزة كشف كبيرة لمصادم الهادرونات الكبير. ينتظر العلماء الآن حملة فيزياء الأيونات الثقيلة في عام 2023 والأعوام التالية.

المصدر: home.cern/news

Günceleme: 28/11/2022 12:06

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz