CERN, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın en önemli mıknatıslarından bazılarını Yüksek Parlaklık yükseltmesi kapsamında değiştirmeye başladı. Yeni süperiletken mıknatıslar yaklaşık yüzde 40 daha güçlü alan üretecek; bu sayede parçacık ışınları çarpışmadan önce daha sıkı sıkıştırılabilecek. Bu durum ATLAS ve CMS deneylerinin analiz edeceği çok daha fazla çarpışma yaratmalı ve fizikçilere evrenin temel işleyişine dair çok daha geniş bir pencere sunmalı.
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı 27 kilometre çevresinde uzanıyor ve parçacık ışınlarını yönlendirmek ve kontrol etmek için dipoller, kuadrupoller, sekstupoller, oktupoller, dekapoller gibi farklı türlerde binlerce mıknatısa dayanıyor. Her tür özel bir görev üstleniyor.
En önemlilerinden bazıları iç üçlüler olarak biliniyor. Adından da anlaşılacağı üzere üç kuadrupol mıknatıstan oluşan bu gruplar LHC’nin dört ana deneyinin her iki yanında yer alıyor. Görevleri, parçacıkların dedektörlerin içinde çarpışmasından hemen önce ışınları mümkün olduğunca sıkı odaklamak.
Işınlar sıkıştırıldıkça parçacıkların çarpışma olasılığı artıyor. Bu da iç üçlüleri LHC’nin parlaklığını, yani belirli bir süre içinde gerçekleşen çarpışma sayısını artırmada vazgeçilmez kılıyor. Daha fazla parlaklık daha fazla çarpışma demek ve araştırmacılara analiz için daha çok veri sağlıyor.
LHC’yi Yeni Bir Çağa Hazırlamak
Geleceğin Yüksek Parlaklıklı LHC projesi HiLumi LHC’nin önemli bir parçası, mevcut iç üçlülerin çok daha güçlü yeni nesil mıknatıslarla değiştirilmesini içeriyor.
Çalışma üçüncü uzun duruş LS3 sırasında yürütülüyor. Son zamanlarda ekipler ilk mıknatıs bağlantısını kesti ve böylece değiştirme operasyonunu resmen başlattı. CERN Genel Müdürü Mark Thomson da kilometre taşını işaretlemek için LHC Noktası 1’i, yani ATLAS deneyini ziyaret etti.
LS3 Koordinasyon Ekibi Başkanı Jean-Philippe Tock, şu değerlendirmeyi yaptı: “Bu mıknatısların yeni HiLumi LHC iç üçlüleriyle değiştirilmesi, önümüzdeki yüksek parlaklık yılları için kritik önem taşıyor. Yeni üçlülerin ilk kuadrupolü 2029 yılının başında tünele girmeli. Toplamda 16 kriyostat ve 28 kriyo montajı kurulacak; bu büyük bir girişim.”
Mıknatıslar Yaklaşık Yüzde 40 Daha Güçlü
Yeni iç üçlüler yıllar süren araştırma ve geliştirmenin ürünü. LHC içinde şu anda çalışan niyobyum-titanyum mıknatıslara kıyasla büyük bir teknolojik ilerlemeyi temsil ediyorlar.
Niyobyum-titanyum yerine yükseltme için kullanılan mıknatıslar niyobyum-kalay süperiletken bobinler kullanıyor. Bu sayede 11,3 tesla’ya ulaşan manyetik alanlar üretebiliyorlar; bu da mevcut mıknatısların ürettiği alanlardan yaklaşık yüzde 40 daha güçlü.
Yeni ekipman ATLAS ve CMS deneylerinin çevresine kurulacak; artan çarpışma hızı burada özellikle önemli olacak.
ALICE ve LHCb farklı çalışıyor ve farklı fizik programları izliyor; bu yüzden aynı oranda anlık parlaklık artışına ihtiyaç duymuyorlar. Mevcut iç üçlüleri yerinde kalabiliyor. Bununla birlikte bu mıknatıslar da yükseltilecek; böylece her iki deney de genel parlaklık artışından yararlanabilecek.
28 Süperiletken Mıknatısın Çıkarılması
7 Eylül’den bu yana CERN ekipleri ATLAS ve CMS’nin her iki yanındaki çarpıştırıcının bölümlerini söküyor. Amaç, değiştirilmesi planlanan 28 süperiletken mıknatısı iç üçlüler dahil çıkarmak.
Operasyon, LHC’nin yapımından bu yana makinenin parçası olan donanım için bir çağın sonunu işaret ediyor.
HiLumi LHC Proje Lideri Markus Zerlauth değerlendirmesinde bulundu: “Bugünkü olay, özellikle HiLumi LHC proje ekibi için CERN’de büyük bir kilometre taşı. Mevcut iç üçlüler LHC inşaat dönemine dayanıyor ve 2005 ile 2007 arasında makineye kuruldu. Yaklaşık yirmi yıllık çalışmanın ardından daha güçlü yeni bir nesil mıknatısa yerini bırakacak. Bir yenilik kuşağından diğerine böyle bir devir teslimi tanık olmak gerçekten olağanüstü.”
