Детекторы LHC готовятся к режиму «LHC на высокой светимости»

В соответствии с утвержденным ЦЕРНом долгосрочным планом работы Большого адронного коллайдера, нынешний сеанс Run 2 продлится до конца 2018 года. Затем в 2020–2022 годах пройдет сеанс Run 3, а начиная примерно с 2025 года коллайдер вступит в новую фазу — HL–LHC, то есть «LHC на высокой светимости». Предполагается, что мгновенная светимость коллайдера возрастет по сравнению с нынешним уровнем в 4–6 раз. Но во столько же раз возрастет и «эффект нагромождения» (pile-up): при каждом пересечении сгустков будет происходить по 100–200 отдельных независимых протон-протонных столкновений, в каждом из которых будут рождаться многочисленные адроны. Распутать следы от этих столкновений станет еще сложнее, и к тому же резко возрастет радиационная нагрузка на сам детектор и на его электронику. Для того чтобы справиться со всеми этими требованиями, понадобится серьезная модернизация всех детекторных компонентов.

Хотя все эти сложности придется преодолевать только в следующем десятилетии, работа над проектом модернизации детекторов ведется уже давно. В октябре 2016 года под эгидой Европейского комитета по будущим ускорителям (ECFA) пошла третья рабочая конференция, посвященная всему этому кругу вопросов. Слайды с презентациями находятся в свободном доступе на сайте конференции, краткий рассказ о ней опубликован на сайте ЦЕРНа. В докладах обрисован текущий статус работ и планы на будущее в каждом из крупных детекторов LHC, а также обсуждаются общие технические трудности, в частности система охлаждения и радиационно-стойкая электроника. Планирование апгрейда детекторов для HL–LHC должно завершиться в 2017 году публикацией подробных технических проектов (TDR, Technical design report). После их одобрения начнется фаза изготовление и тестирования прототипов.


6
Показать комментарии (6)
Свернуть комментарии (6)

  • Rattus  | 18.01.2017 | 11:02 Ответить
    А что там с FCC - пока ничего определённого не слышно?
    Остаётся ли смысл в его постройке и возможен ли он?
    Ответить
    • Игорь Иванов > Rattus | 19.01.2017 | 02:47 Ответить
      FCC — это общее направление, инициатива, не конкретный проект. Ее изучают вполне активно, но горячих новостей нет. Обсуждают не только технику, но и научную программу, т.е. список конкретных измерений, которые можно там будет сделать и которые _существенно_ продвинут вперед физику частиц. Если такой список будет достаточно убедительным, это станет сигналом к тому, что коллайдер действительно есть смысл строить. Пока что в отсутствии конкретных указаний на Новую физику этот коллайдер для многих кажется недостаточно убедительным. Между прочем, прямо сейчас (16-20 января) в ЦЕРНе проходит 1st FCC Physics workshop https://indico.cern.ch/event/550509/
      Ответить
  • Kokont  | 21.01.2017 | 12:30 Ответить
    оффтоп
    Игорь, как вы оцениваете перспективу построения мюонного коллайдера(мк)? Насколько я понимаю, на текущий момент мк проигрывает активно проектирумым ускорителям по соотношению затрат на решение технических проблем (генерация и охлаждение пучка) и потенцального научного выхлопа. Как вы думаете сколько лет до вложения существенных средств в разработу мк ( лет 10 - 20 - 40)? Вопрос конечно больше не о физике, а о способностях физиков убеждать правительства и меценатов.
    ещё пару вопросов про мюоны:
    1. проводились ли эксперименты по рассеянию электронов на мюонах при энергиях электронов порядка массы Z-бозона? (тут мюоны можно не охлаждать, был бы пучок) Возможно на прошлом LEP?

    2.как Вы считаете, с чем скорее связана аномалия мюонного радиуса протона/дейтрона: с особенностями взаимодействия мюона с кварками или с недорасчитанными особенностями партонной плотности? кстати вопрос: насколько далеки на текущий момент возможности решеточных расчётов КХД от описания протона?
    Ответить
    • VICTOR > Kokont | 21.01.2017 | 14:24 Ответить
      На LEP собственно были электроны с позитронами. В теории, мюоны до таких энергий проще разгонять с точки зрения потерь на излучения. Только необходимо создать начальный разгонный потенциал в скажем 1056.5 МВ, который мюоны пройдут за 219 нс. То есть это как бы на дистанции меньше, чем 65 метров пути.
      Ответить
    • Игорь Иванов > Kokont | 14.02.2017 | 01:15 Ответить
      Научный выхлоп у него хороший, для хиггсовский фабрики мюонный коллайдер — идеальный вариант. Но там пока слишком серьезные технологические сложности остаются, так что не только в финансы все упирается.

      Про прямые электрон-мюонные столкновения я не слышал. Понятно, что когда мюон летит через вещество, он рассеивается, но в основном на ядрах, не на электронах. Хотя в учебниках КЭД расчет процессов начинается именно с него.

      Аномалия протонного радиуса скорее всего связана с расчетами атомных уровней, а не с Новой физикой.

      Ну, в пределах десятка процентов массы и другие характеристики адронов считать (с учетом интерполяции к физическому значению массы пиона) умеют. Многокварковые комбинации — вроде бы тоже. А вот динамические процессы, особенно с легкими адронами, сложновато пока.
      Ответить
      • Kokont > Игорь Иванов | 24.02.2017 | 01:13 Ответить
        Любопытно было бы посталкивать электроны с мюонами на энергиях в 100-200 гэв. С одной стороны, если верить стандартной модели и лептонной универсальности слабого вз-я, ничего особенного там не должно быть, с другой стороны тут уже были намеки на проблемы с лептонной универсальностью, правда в распадах адронов, но все же.
        Ответить
Написать комментарий

Другие новости


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»