Коллайдер набирает статистику рекордными темпами
В последние два месяца работы коллайдер набирал данные рекордными темпами, которые превосходили не только достижения всех предыдущих лет, но и запланированные на этот год показатели. Главные составляющие этого технического успеха — достижение и даже превышение запланированной светимости, а также поразительно гладкая работа коллайдера. Все мелкие проблемы, возникавшие по ходу работы, быстро устранялись, пучки в режиме столкновений держались очень долго, каждый рабочий цикл коллайдера стартовал и завершался оперативно, так что две трети всего времени непосредственно шли столкновения.
В результате к началу августа каждым из двух основных детекторов коллайдера, ATLAS и CMS, была накоплена интегральная светимость почти 20 fb–1. Это примерно в пять раз превышает статистику прошлого года и почти сравнимо со светимостью, накопленной в 2012 году, но при гораздо более низкой энергии. В согласии с расписанием LHC на этот год, набор статистики продлится, с небольшими паузами, до конца октября. Если нынешние темпы работы сохранятся, к концу года интегральная светимость может достичь 50 fb–1.
Сводные графики набора статистики приведены на сайте ЦЕРНа на странице Luminosity plots pp. Подробный отчет по каждому циклу работы можно найти на странице Accelerator Performance and Statistics.
13
Показать комментарии (13)
Свернуть комментарии (13)
-
>> пучки в режиме столкновений держались очень долго
А зачем так долго держат пучки - 27 часов, 30... Светимость ведь падает за это время раза в 3-4 (на ATLAS и CMS, на LHCb почему-то светимость не падает).
По моим расчетам, если делать перезапуск через 14 часов, то можно набрать светимость процентов на 20 больше.-
Судя по тому что выдает ЦЕРН (https://op-webtools.web.cern.ch/vistar/vistars.php?usr=LHCL
UMINOSITY) интенсивность падает раза в 2-2.5 (с 12000 до 5000), так что думаю они как раз и выбирают длительность набора светимости так, чтобы набор был наиболее эффективным.
Мне вот интересно другое- сейчас (последние несколько недель, не считая последней - когда на БАКе идут технические работы) пиковая светимость была на 20% больше проектной, но при этом кол-во пучков в ~ 1.5 раз меньше проектной (2076 vs 2800). Будут ли экспериментаторы пытаться повышать их кол-во в этот или следующий годы. Игорь писал, что там свои проблемы могут быть.-
Да, сейчас стали чаще делать пит-стопы, я проводил расчеты давно, когда SB реально были больше суток и за это время светимость падала с 9000 до 3000, а то и меньше.
Понятно, что длительность набора светимости оптимизируют, но интересно, что так влияет чего я не знаю и не учел.-
Я только добавлю, что каждый цикл заполнения LHC требует выделенного времени от всех ускорителей в цепочке. Но вообще-то в ЦЕРНе ведутся десятки экспериментов и при меньших энергиях, и они получают свои пучки от SPS и других ускорителей. Понятно, что LHC — главный приоритет. Но если слишком часто делать сбросы и наполнение, когда ситуация этого не требует, это скажется на научной отдаче всех остальных экспериментов.
-
-
-
> Будут ли экспериментаторы пытаться повышать их кол-во в этот или следующий годы.
У меня точной инфы нет, но насколько я вижу, сейчас пока набирают статистику, поскольку все работает исправно. Рано или поздно попробуют поднять выше, но когда — не знаю. На конференции ICHEP 2016 будет общий доклад о текущем статусе коллайдера, утром 8 сентября, может что-то скажут.
-
В LHCb светимость не падает, т.к. вероятно её изначально выставили не слишком высокой, а по мере того как пакеты худеют, светимость держат на постоянном уровне, усиливая фокусировку. Игорь много раз писал, что с ростом светимости возникают и проблемы анализа данных, когда при одном столкновении пакетов сталкивается слишком много частиц и получается "нагромождение". Так надо понимать, статистика статистике рознь - вероятно по этой причине полезней держать пучки долго и без нагромождения собирать данные, вместо того чтобы делать резкие пики высокой светимости и между ними остановки на перезарядку.
-
Да, все верно. В LHCb основной предмет анализа — распады летящих вперед B-мезонов. Их требуется тэггировать (т.е. по известному распаду одного B-мезона узнавать, что второй в паре тоже был B-мезон противоположного типа), а также требуется детектировать многочисленные адроны. Обычные методы разделения первичных вершин в таких условиях не очень помогают, поэтому лучше всего, чтобы pile-up эффекта не было вообще.
И по этой причине светимость с самого начала держат на низком уровне, зато потом она не падает. Этот прием называется luminosity leveling. Проще всего его делать не через изменение фокусировки, а через поперечное разведение пучков. Вначале они пролетают, едва касаясь друг друга, а по мере уменьшения количества частиц, их постепенно сближают.
Небольшое популярное объяснение есть тут: http://www.quantumdiaries.org/2011/04/24/lumi-leveling-what-why-and-how/
и тут https://home.cern/scientists/updates/2012/11/lhc-report-level-best
Некоторые технические подробности есть в докладе https://arxiv.org/abs/1410.3667 (он же в виде слайдов: http://indico.cern.ch/event/189544/contributions/1464587/attachments/267308/374264/LumiLevelingV2.pdf ). -
Игорь, извините, что не по теме. Если я правильно понимаю, с набором статистики точность измерения характеристик частиц должна расти. Скажите, насколько за последние годы работы LHC повысилась точность (снизилась погрешность) определения например массы бозона хиггса?
М.б. есть какие-то другие примеры того, что в результате работы LHC удалось померить существенно точнее, чем ранее?-
Если речь идет про измерение массы, то набор статистики поможет, но не шибко сильно, поскольку все в конечном итоге будет упираться в систематическую погрешность (измерение энергии лептонов и фотонов, т.е. неустранимые неопределенности измерений в мюонном детекторе и ЭМ калориметре). Но если речь идет про какую-то характеристику, для измерения которой требуется большая статистика, то конечно с ее набором точность резко подрастет. Скажем, сверхредкий распад Bs-> mumu был, после 30 лет поисков, обнаружен именно на LHC благодаря большой статистике Bs-мезонов. Или другой пример: при 10-кратном увеличении статистики станет доступным для измерения ширина бозона Хиггса через рождение ZZ-пар вне хиггсовского резонанса. Сейчас на нее существуют только ограничения сверху (ну и теоретически предсказания).
-
-
Дело даже не столько в pileup, сколько в том, система сбора данных не сможет переварить большую светимость. Она не позволяет читать события с частотой больше 1 Мгц, и при большей светимости уже начнут теряться интересные события, так что смысла нет. После следующего апгрейда мы сможем читать все события подряд для более интеллектуальной обработки в триггере, тогда и светимость можно будет поднимать. Pileup тогда тоже вырастет, но новый вершинный детектор должен справиться.
Написать комментарий
Последние новости
Любовь к красному стимулирует межвидовое спаривание у пауков-скакунчиков
09.10 • Елена Устинова
Археи и бактерии могут объединяться в живую электрическую сеть
06.10 • Георгий Куракин
Патагонский мегараптор с крокодильей лапой в зубах может многое рассказать об эволюции своей клады
02.10 • Анна Новиковская
Зачем зебрам полоски?
29.09 • Михаил Гопко
Темп набора светимости в 2016 году по сравнению с прошлыми годами и с запланированными на этот год показателями. К началу августа светимость выросла уже до 20 fb–1. Изображение с сайта home.cern