CERN inžinieriai giliai į Didžiojo hadronų greitintuvo didelio šviesingumo versijos (HiLumi LHC) tunelius nugabeno du blizgančius kriogeninius „šaltuosius boksus“. Tai – dalis ambicingo projekto atnaujinti galingiausią pasaulyje dalelių greitintuvą.
Šie du milžiniški įrenginiai buvo nuleisti netoli ATLAS ir CMS eksperimentų detektorių. Juos pagamino didžiausia pasaulyje pramoninių dujų tiekėja „Linde“, įsikūrusi Pullach im Isartal savivaldybėje Vokietijoje.
„Šaltieji boksai“ yra esminė būsimo HiLumi LHC greitintuvo dviejų naujų šaldytuvų dalis. Jais planuojama paruošti pažangųjį greitintuvą darbui esant 1,9 kelvino (–456,25 laipsnio pagal Farenheitą) temperatūrai. Tai vos keli laipsniai virš absoliutaus nulio (–459,67 °F).
„Du šaldytuvai, kurie atvėsins naujas magnetų sistemas, įrengtas abipus ATLAS ir CMS eksperimentų, iki –271,3 laipsnio Celsijaus (1,9 kelvino), yra sudėtingos sistemos, sudarytos iš daugybės įspūdingų įrenginių“, – teigiama CERN atstovų pranešime.
Aušinimas iki beveik absoliutaus nulio
Šie šaldytuvai vėsins HiLumi LHC superlaidžių magnetų sistemas, kurios yra būtinos siekiant padidinti greitintuvo šviesingumą. Šviesingumas nusako, kokiu dažniu įvyksta dalelių susidūrimai.
Kuo daugiau susidūrimų, tuo daugiau duomenų surenkama, o tai leidžia fizikams giliau tirti pagrindinius Visatos sudedamuosius elementus. Pasak organizacijos, kompresoriai ir „šaltieji boksai“ buvo įrengti paviršiuje, virš ATLAS ir CMS eksperimentų vietų, 2025 m. gruodį. Jie iš anksto atvėsins helį iki 4,5 kelvino (451,48 laipsnio pagal Farenheitą).
Paskutiniai keli laipsniai, reikalingi pasiekti –456,34 laipsnio pagal Farenheitą – maždaug 3,6 laipsnio virš absoliutaus nulio – bus išgauti sumažinant magnetų kriostatų viduje cirkuliuojančio helio slėgį.
Tai bus atlikta naudojant keturis nuosekliai sujungtus šaltuosius kompresorius, integruotus į vieną iš ką tik pristatytų „šaltųjų boksų“. Po žeme taip pat tiesiamos kriogeninės linijos, kuriomis bus transportuojamas helis. „Komandos jau užbaigė pirmąjį įrengimo darbų etapą“, – pažymėjo CERN.
HiLumi LHC atnaujinimas
Birželį CERN pradės ilgalaikį trečiąjį sustabdymo laikotarpį (Long Shutdown 3, LS3). Jis leis įrengti ir išbandyti didelio šviesingumo LHC (HiLumi LHC) įrangą greitintuvui, taip pat įgyvendinti antrąjį ATLAS ir CMS eksperimentų modernizavimo etapą.
Didelio šviesingumo LHC atnaujinimas leis patobulinti Didįjį hadronų greitintuvą (LHC) – didžiausią ir aukščiausios energijos dalelių greitintuvą pasaulyje – taip, kad po 2030 m. būtų galima padaryti dar daugiau reikšmingų atradimų. Planuojama, kad bendras susidūrimų duomenų kiekis padidės dešimt kartų.
„HiLumi LHC taip pat tirs dar nepažintą teritoriją ir gali atskleisti visiškai naujų, netikėtų reiškinių“, – teigė CERN generalinis direktorius Markas Thomsonas. – „Štai kas yra nežinomybės tyrimo esmė: tu nežinai, kas ten slypi.“
Numatoma, kad HiLumi LHC pradės veikti 2030-ųjų viduryje. Jis suteiks mokslininkams precedento neturinčią galimybę daug tiksliau tirti jau žinomus mechanizmus ir ieškoti naujų, itin retų reiškinių.
Per savo veiklos laikotarpį atnaujintas greitintuvas galėtų sugeneruoti apie 380 milijonų Higso bozonų. Tai gerokai daugiau nei maždaug 55 milijonai Higso bozonų, gauti nuo pradinio LHC veiklos pradžios.
