Efter en femårig paus, på kvällen den 26 september, kolliderade blyjoner vid Large Hadron Collider (LHC) med en aldrig tidigare skådad hög energi på 5,36 TeV per par nukleoner (protoner eller neutroner) och en kollisionshastighet sex gånger högre än innan.
Den sista blyjonstrålen från denna senaste körning med tunga joner dumpades tidigt på morgonen den 30 oktober, efter en forcerad magnetsläckning, utförd för att bättre förstå mängden avsatt energi vid vilken de supraledande LHC-magneterna förlorar sin supraledande stat. Denna förbättrade förståelse av LHC-maskinen kommer att bidra till att ytterligare öka kollisionshastigheten för tunga joner inom en snar framtid.
För denna mycket efterlängtade körning med tunga joner, tillsammans med förbättrade strålparametrar, använde ALICE-experimentet – LHC:s tunga jonspecialist – sin avsevärt uppgraderade detektor med kontinuerlig avläsningselektronik. Detta innebär att varje kollision nu kan registreras och är därmed tillgänglig för fysikanalys, medan tidigare endast en bråkdel av kollisioner kunde väljas för registrering.
Denna kontinuerliga avläsning uppnåddes genom att förnya experimentets tidsprojektionskammare (TPC) detektor och uppgradera avläsningselektroniken för alla detektorer. Dessutom ger den nya detektorn för det inre spårningssystemet (ITS), som är baserad på mycket granulär kiselpixelteknologi, skarpa bilder av kollisionerna med sina 10 m 2 aktiv kiselarea och nästan 13 miljarder pixlar inom den tredimensionella detektorvolymen.
Den resulterande dramatiska ökningen av datahastigheten underlättades av utbyggnaden av en ny datorinfrastruktur för onlinedatabehandling. Denna infrastruktur inkluderar en ny databearbetningsfarm som skickar data som produceras av experimentet direkt till CERN:s datacenter, som ligger cirka fem kilometer från ALICE, genom en dedikerad höghastighetsoptisk fiberanslutning som måste upprättas för att klara av den ökade datan. kurs.
Under den fem veckor långa körningen registrerade ALICE cirka 12 miljarder bly-lead-kollisioner – 40 gånger fler kollisioner än det totala antalet registrerade av ALICE under de tidigare perioderna av tung-jon-datatagning, från 2010 till 2018. Den nya databehandlingsfarmen, som består av med 2 800 grafikprocessorer (GPU) och 50 000 centralprocessorer (CPU) kärnor, rutinmässigt sammansatt kollisionsdata med en hastighet på upp till 770 gigabyte per sekund. Den komprimerade sedan data till cirka 170 gigabyte per sekund innan den skickades till datacentret för lagring på disk och senare, med en begränsad hastighet på 20 gigabyte per sekund, för lagring på band för långtidsbevarande.
Den färska datamängden – som uppgår till 47,7 petabyte diskutrymme och nu analyseras – kommer att främja fysikers förståelse av kvark–gluonplasma, ett materiatillstånd där kvarkar och gluoner strövar omkring fritt under en mycket kort tid innan de bildar kompositpartiklar som kallas hadroner som ALICE upptäcker.
Det ökade antalet registrerade kollisioner kommer att göra det möjligt för ALICE-forskarna att bestämma plasmatemperaturen med hjälp av exakta mätningar av värmestrålning i form av fotoner och par av elektroner och positroner. Det kommer också att tillåta andra egenskaper hos den nästan perfekta vätskan att mätas med större precision, särskilt med användning av hadroner som innehåller tunga charm- och skönhetskvarkar.
Tillhandahålls av CERN
