Fördelning av protoner som levereras av acceleratorkedjan till de olika installationerna. Kredit:Daniel Dominguez/CERN
Denna vecka, Large Hadron Collider (LHC) var i tekniskt stopp, men partiklar fortsatte att cirkulera i de andra acceleratorerna. Detta beror på att kedjan av fyra injektorer som matar LHC:n också levererar partiklar till otaliga experiment över flera experimentella områden.
Faktiskt, även när LHC är igång, de andra experimentområdena förbrukar nästan alla partiklar, som diagrammet visar. Den stora kollideren använder mindre än 0,1 % av de protoner som framställs av injektorkedjan. Det beror främst på att LHC är en lagringsring:samma strålar cirkulerar i ringen i timmar åt gången, producerar kollisioner med varje krets de slutför. Det är inte fallet för CERNs andra maskiner, som skickar strålar till fasta mål – en operation som måste upprepas varje gång data tas.
Alla protoner börjar sin resa i linjäracceleratorn Linac2, innan den skickas in i Proton Synchrotron Booster (PSB) med en tredjedel av ljusets hastighet. Vid det tillfället, deras vägar skiljer sig åt.
Mer än hälften av protonerna skickas till ISOLDE, en forskningsanläggning för kärnfysik. ISOLDE tillhandahåller olika experimentområden som är värd för många experiment varje år inom områden som sträcker sig från grundläggande fysik till materialvetenskap och produktion av isotoper för medicinska tillämpningar. Förra året, ISOLDE levererade partiklar till 46 experiment.
Protonernas resa börjar i linjäracceleratorn Linac 2, där de förstärks till en tredjedel av ljusets hastighet. Kredit:Maximilien Brice/CERN
Resten av partiklarna som lämnar PS Booster går till Proton Synchrotron (PS), som förser tre andra experimentområden:Antiproton Decelerator (AD), används för antimateriaexperiment, östra området, som särskilt är hem för CLOUD-experimentet tillägnat att studera bildandet av moln, och slutligen n_TOF, ytterligare en kärnfysisk anläggning.
PS skickar en liten del av sina protoner till Super Proton Synchrotron (SPS), vilket i sin tur skickar de flesta till Nordområdet, där flera experiment med fasta mål inklusive COMPASS och NA62 tar data. Således, i slutet, LHC tar bara emot en liten del av de partiklar som startade resan.
2016, CERNs acceleratorkomplex accelererade 134 miljarder miljarder protoner (1,34 x 1020). Detta nummer motsvarar en minimal mängd materia, ungefär lika med antalet protoner i ett sandkorn, men protonerna är så små att denna mängd räcker för att försörja alla experiment.
LHC kommer att återuppta sin verksamhet i kväll. Efter en helg av trimning, LHC-fysikprogrammet bör starta om på måndag.
Miniboll, en av försöksanläggningarna för kärnforskningsanläggningen ISOLDE. Isotope Mass Separator On-Line-anläggningen (ISOLDE) använder mer än hälften av de protoner som framställts i CERN-acceleratorkomplexet för att utföra många experiment inom områden som sträcker sig från grundläggande fysik till materialvetenskap och produktion av isotoper för medicinska tillämpningar. Kredit:Julien Ordan / CERN
Super Proton Synchrotron (SPS) är den sista länken i acceleratorkedjan före LHC. Den matar också Norra området där en testhall för framtida utrustning finns och där flera experiment tar data. Kredit:Piotr Traczyk/CERN
