가속기 보고서: LHC가 발광 광채를 회복하면서 좌절을 극복하고 반양성자가 돌아옴

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2023년 6월 6일

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렌데 스티렌버그(Rende Steerenberg)

5월 10일에 발표된 가속기 보고서는 반양성자 감속기(AD) 주입 영역의 자석 파손으로 인해 2023년 반양성자 물리학 실행이 50일 지연(당초 예정된 172일에서 122일로 단축)되었음을 강조했습니다. 결과적으로, AD의 빔 커미셔닝은 6월 12일에 시작되고 6월 30일에 AD-ELENA 실험에 반양성자를 전달할 예정이었습니다.

많은 전문가들의 노고에 힘입어 AD 운영팀은 6월 1일 금요일 11시 58분(예정보다 12일 앞선)에 AD 주입 키커 전문가로부터 녹색 신호를 받았습니다. AD 링에 빔을 다시 주입할 수 있다는 신호입니다. 빔 커미셔닝의 시작. AD 운영 팀과 장비 전문가들은 일정이 변경된 물리 시작을 앞당기기 위해 AD 빔 커미셔닝에 집중하도록 활동 일정을 조정하여 손실된 물리 일수를 50일에서 약 40일로 줄였습니다. 물론 이는 매우 환영할 만한 일입니다. 저에너지 반양성자가 실험을 수행하기를 간절히 기다리고 있는 AD-ELENA 실험 사용자.

LHC 인젝터 체인의 나머지 부분은 LHC 및 고정 표적 실험에 잘 작동하고 있습니다. 그러나 LHC는 ATLAS 실험장(Point 1) 근처에 위치한 기계부에서 지난주 고주파(RF) 핑거 모듈 교체로 인해 일시적인 광도 생산량 감소를 겪었습니다.

5월 25일 목요일 이른 저녁, 두 번의 연속 충전에서 가속 중에 LHC 빔이 버려졌습니다. 두 빔 덤프 모두 포인트 1 왼쪽의 느린 로컬 손실*에 의해 촉발되었습니다. X선 영상 조사와 빔 손실 연구를 통해 따뜻한 섹션의 RF 핑거 모듈 중 하나가 가열되거나 아크를 발생하여 진공도가 저하된다는 결론이 나왔습니다. 그 영역과 느린 로컬 빔 손실을 유발합니다. 광도 생산이 중단되었고 긴 오순절 주말 동안 다양한 팀이 LHC 터널에 개입하여 RF 핑거 모듈을 교체했습니다(이후 진공 펌핑 포함). 이미 5월 30일 화요일 아침에 진공 상태를 확인하기 위해 빔을 주입하고 순환시켰습니다. 저녁에는 빔당 700개 다발로 첫 번째 채우기를 수행한 후 1200개 다발로 두 번째 채우기를 물리학에 사용하는 동시에 새로 설치된 RF 핑거 모듈의 영역을 조절했습니다. 다음 날에는 강도가 2400다발까지 증가했고, 두 번째 단계에서는 다발당 강도가 1.3x1011에서 다발당 1.6x1011 양성자로 증가했습니다.

RF 핑거 모듈 결함의 원인에 대해 추가 공지가 있고 더 많은 이해가 있을 때까지 다발 강도는 다발당 1.6x1011 양성자로 제한됩니다. 이제 LHC는 다발당 1.55x1011 양성자를 사용하여 기본 2400 다발 충전 방식으로 다시 채워져 하루에 거의 1fb-1을 생성합니다. 내가 글을 쓰는 동안 ATLAS와 CMS의 통합 광도는 각각 16fb-1이며 이는 목표 값보다 약 5fb-1 낮지만 우리는 따라잡고 있습니다.

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* "느린 국소 손실"은 저하된 진공에서 가스 분자와 상호 작용할 때 링의 특정 부분에서 일부 빔 입자가 손실될 때 발생합니다. 이 프로세스는 빔을 덤프하는 임계값에 도달하기까지 약간의 시간이 걸립니다.