Hændelsen på Large Hadron Collider forsinker forsøg på ubestemt tid • Igor Ivanov • Videnskabsnyheder om "Elementer" • LHC, Fysik

Hændelsen på Large Hadron Collider forsinker eksperimenter på ubestemt tid

Temperaturen for magneterne af Large Hadron Collider i sektor 34 fra aftenen den 19. september. Et af magneterne er opvarmet til næsten 100 K. Billede fra hcc.web.cern.ch

Efter en række mindre tekniske fejl, der blev overvundet ret hurtigt, skete der en mere alvorlig hændelse i fredag ​​- et skarpt spring i temperaturen på en af ​​magneterne og frigivelsen af ​​helium i LHC-tunnelen. Sværhedsgraden af ​​sammenbruddet og den tid det tager at reparere det, er endnu ikke kendt.

Den første uge efter lanceringen af ​​Large Hadron Collider var meget ujævn. På den ene side blev lanceringen af ​​bjælkerne i acceleratorringen selv udført den 10. september overraskende hurtigt. I de allerførste timer lykkedes det fysikere at tvinge protonerne til at gøre flere drejninger langs en cirkulær bane i acceleratoren, og den næste dag cirkulerede en stabil stråle kontinuerligt i LHC. Lidt senere blev synkroniseringen af ​​strålen med acceleratorsektionen gennemført med succes – et vigtigt foreløbigt stadium for yderligere acceleration af protoner til høje energier.

Men den ene efter den anden begyndte at opleve tekniske problemer. På natten den 13. september i acceleratorens kølesystem i punkt 8 (se LHC-ordningeni vores seneste nyheder), gentagne gange bekymrede fysikere på tidspunktet for foreløbige tests, var der en sammenbrud. Den tredive tons transformator mislykkedes, hvilket forårsagede spændingen i sektorens kryogene system til at falde, og temperaturen hoppede til 4,5 K – det vil sige til heliums kogepunkt. Imidlertid blev helium holdt i flydende tilstand, og transformeren blev udskiftet med en ekstra en på søndag.

Torsdag den 18. september fremkom en kort analyse af LHC's første uge på CERNs officielle hjemmeside, hvor også problemer med transformeren blev beskrevet. Disse oplysninger blev derefter videregivet til mange medier (fra tidspunktet for ulykken på det tidspunkt var 5 dage gået).

Men sideløbende med nedbrydningen af ​​transformeren og løse et problem med kølesystemet i andre sektorer af speederen, hvilket resulterer i tomgang uden LHC bjælker til torsdag aften, 18. september. Der var imidlertid en vis fordel ved denne tvunne pause – under det blev ikke kun fejlfunktioner elimineret, men der blev udført yderligere test af forskellige elementer i acceleratoren og detektorerne.

Torsdag sent på aftenen blev stråle 1 (bevægende med uret) lanceret i acceleratoren.Rutinemæssige kontroller og målinger blev gennemført om natten og næste morgen indtil kl. 12.00 den 19. september skete der en ny hændelse. Et af magneterne i sektor 34 er gået fra superledende tilstand til den normale tilstand med et øjeblikkeligt nuværende tab (på engelsk kaldes dette Dæmpningen, "Aktuel slukning"). I princippet kan sådanne hændelser forekomme fra tid til anden uden skade på udstyret. Faktisk blev magneterne designet og "trænet" således, at i tilfælde af lokal opvarmning over superledningspunktet, forlader hele magneten superledende tilstand og slukker strømmen sikkert.

Det ser imidlertid ud til, at der er sket noget mere alvorligt i sektor 34. For det første viser temperaturgraferne, at sektoren i denne sektor er opvarmet til næsten 100 K. Det betyder, at det ikke var muligt at holde flydende helium der. For det andet fremkom der en kort speciel meddelelse på CERNs brugerside, hvori det blev fastslået, at klokken 12:05 lokal tid i sektor 34 forekom en hændelse, der førte til en betydelig frigivelse af helium i LHC-tunnelen. Der er endnu ikke rapporteret om detaljer, men det siges at de vil arbejde på problemet i weekenden.

At dømme efter denne korte beskrivelse kan et nyt problem vise sig at være meget mere alvorligt end en sammenbrud af en transformer. Hvis en magnet eller et kølesystem beskadiges under hændelsen, skal de udskiftes eller repareres på stedet. Da magneten er indlejret i ringen, betyder det at opvarme den store del af acceleratoren til stuetemperatur og derefter en ny afkøling. Hvis dette bekræftes, kan yderligere forsøg på LHC udskydes på ubestemt tid – op til flere uger.

Generelt, som nyhederne fra LHC overvåges, bliver det mere og mere tydeligt, at collideren blev lanceret i en meget "rå" dårligt forberedt tilstand den 10. september. Forfatteren af ​​denne note mener, at opgaven var "ikke at forkæle showet" ved at lancere den første stråle, selv til skade for maskinens tekniske beredskab. At dømme efter udvikling af begivenheder var en sådan hastighed helt uhensigtsmæssig, når man satte i drift den mest komplekse installation, der nogensinde er blevet skabt af manden.

Opdatering pr. 20. september:
En foreløbig undersøgelse viste, at hændelsen sandsynligvis skyldtes en defekt forbindelse mellem de to magneter.Under strømforsyningstestene (uden stråle) smeltede den under virkningen af ​​en stærk strøm og førte til den mekaniske ødelæggelse af en del af det kryogene system. For at reparere det kryogene system er det nødvendigt at hæve temperaturen på dette afsnit af acceleratorringen og derefter afkøle det igen. CERN vurderer, at dette vil tage mindst to måneder. Dette sætter spørgsmålstegn ved hele det fysiske forskningsprogram, der er planlagt for 2008.

Se også:
1) Nyheder fra Large Hadron Collider.
2) Cryo hovedside – Sektor 34 – Overvågning af kølesystemet i sektor 34 i den sidste uge.
3) Quenchposten fra Resonaances blog, som opretholdes af en af ​​CERN teoretiske afdelingspersonale.
4) Post voksende smerter fra Seth Zenz blog, en af ​​deltagerne i ATLAS eksperimentet.

Igor Ivanov


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: