Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων έχει συνθλίψει τα άτομα μαζί για σχεδόν μια δεκαετία τώρα, και κάνοντας μερικές απίστευτες ανακαλύψεις στη διαδικασία. Τώρα, μια σημαντική αναβάθμιση ενός από τους ανιχνευτές της, σε συνδυασμό με μια πρόσφατη ώθηση στην ισχύ του πυραύλου, υπόσχεται να καταστήσει ακόμα καλύτερο το μεγαλύτερο μηχάνημα στον κόσμο για να ξεκλειδώσει τα υποατομικά μυστικά του σύμπαντος.
Χθες, σύμφωνα με τον Paul Rincon στο BBC, οι μηχανικοί του συγκρουστήρα αντικατέστησαν ένα μεγάλο στοιχείο γνωστό ως "tracker pixel" στο ηλεκτρομαγνητικό Compact Muon (CMS), ένα από τα σημαντικότερα πειράματα κατά μήκος του οβάλ LHC. Η πολυπλοκότητα και η ευαίσθητη φύση αυτής της διαδικασίας την καθιστά συγκρίσιμη με την εκτέλεση χειρουργικής ανοικτής καρδιάς στο μαζικό επιστημονικό όργανο, το οποίο περιβάλλει τα σύνορα μεταξύ Ελβετίας και Γαλλίας, αναφέρει ο Rincon.
Ο ανιχνευτής χρησιμοποιεί 1.200 μαγνήτες για να οδηγήσει δύο δέσμες σωματιδίων που κινούνται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός γύρω από το οβάλ μήκους 16 μιλίων. Οι ερευνητές στη συνέχεια διασχίζουν αυτές τις δοκούς, με αποτέλεσμα συγκρούσεις υψηλής ενέργειας που μερικές φορές αποκαλύπτουν νέους τύπους σωματιδίων. Ανακαλύψεις που έγιναν στο LHC περιλαμβάνουν το φημισμένο μποζόνιο Higgs καθώς και άλλα εξωτικά σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων των πεντακουάρ και των αντικουρκιών. Κατά μήκος της διαδρομής της δέσμης σωματιδίων υπάρχουν τέσσερις σημαντικοί ανιχνευτές, συμπεριλαμβανομένου του CMS, που συλλέγουν σήματα από διαφορετικούς τύπους σωματιδίων που δημιουργήθηκαν από τις συγκρούσεις.
Η ανάγκη αναβάθμισης του CMS προέρχεται από μια πρόσφατη αναβάθμιση του ίδιου του υπερκαλιευτή. Το 2015, μετά από δύο χρόνια αλλαγής, ο LHC άρχισε να λειτουργεί σε 14 teravolts, σχεδόν διπλάσια από την ενέργεια των 8 teravolts που λειτουργούσε στα πρώτα του χρόνια. Το CMS ανιχνευτής μπορεί να διακρίνει τις διαδρομές των 25 ή 30 φορτισμένων σωματιδίων τη φορά, παίρνοντας περίπου 40 εκατομμύρια εικόνες ανά δευτερόλεπτο, καταγράφοντάς τις ως υπερτιθέμενες εικόνες που έπρεπε να απεμπλακούν.
Οι συγκρούσεις υψηλότερης ισχύος θα παράγουν δύο φορές περισσότερες διαδρομές σωματιδίων, πράγμα που σημαίνει ότι το CMS πρέπει να καταγράψει ακόμα περισσότερα δεδομένα. Ο νέος ιχνηλάτης εικονοστοιχείων θα επιτρέψει στο CMS να το κάνει αυτό. "Είναι σαν να υποκαθιστάτε μια φωτογραφική μηχανή 66 megapixel με μια φωτογραφική μηχανή 124 megapixel", λέει ο Rincon ο Austin Ball, τεχνικός συντονιστής για το CMS. "Υπάρχουν όρια στην αναλογία κάμερας-είναι ένα σύστημα 3D απεικόνισης. Αλλά το θέμα είναι ότι το νέο σύστημα είναι πιο ισχυρό στην αποσύνθεση των αποτελεσμάτων της ύπαρξης πολλαπλών συγκρούσεων που βρίσκονται πάνω από το ένα πάνω στο άλλο ".
Χθες, η ομάδα τελείωσε τη θέση του νέου ιχνηλάτη εικονοστοιχείων. Αλλά αυτό είναι μόνο το πρώτο βήμα. Πρέπει να το δοκιμάσουν και να βεβαιωθούν ότι λειτουργούν σωστά πριν το LHC επανενεργοποιηθεί την 1η Μαΐου. "Είναι σαν την ημερομηνία έναρξης για έναν δορυφόρο", λέει η μπάλα στο Ryan F. Mandebaum στο Gizmodo. "Οι τελευταίοι μήνες ήταν συναρπαστικοί, διότι έχουμε ασκηθεί αρκετή πίεση χρόνου. Σήμερα, για να βρεθεί ότι είναι εγκατεστημένο και τοποθέτηση γύρω από το beampipe σωστά, αυτή είναι μια σημαντική στιγμή που κορυφώνεται. "
Και πάλι, ο απίστευτα πολύπλοκος LHC είναι γνωστός για τις καθυστερήσεις του. Δεν ξεκίνησε καν να λειτουργήσει περισσότερο από δύο χρόνια μετά την αρχική ημερομηνία έναρξης. Έκτοτε, θέματα που περιλαμβάνουν βραχυκύκλωμα, πολλαπλές νυχτερινές νυχτερίδες και ένα πουλί που μεταφέρουν μπαγκέτα έχουν οδηγήσει σε πολλές μικρότερες διακοπές και καθυστερήσεις.
Σύμφωνα με ένα δελτίο Τύπου του CERN, του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών που εκμεταλλεύεται το LHC, η νέα συσκευή θα αντικατασταθεί τελικά από έναν ιχνηλάτη pixel τρίτης γενιάς, όταν ο LHC θα υποβληθεί σε άλλη σημαντική αναβάθμιση γύρω στο 2020.
