เป็นการยากที่จะจินตนาการถึงการอัปเกรดเครื่องมือให้ใหญ่และซับซ้อนเท่ากับ SwFr6.5bn (€10bn) ที่ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์อนุภาค ใกล้เจนีวา ที่มีเส้นรอบวง 27 กม. ซึ่งเปิดใช้งานในเดือนกันยายน พ.ศ. 2551 หลังจากวางแผนและก่อสร้างเป็นเวลา 25 ปี ถูกสร้างขึ้นเพื่อขับกลุ่มโปรตอน 2808 กลุ่ม ซึ่งแต่ละกลุ่มบรรจุโปรตอนประมาณ 100,000 ล้านโปรตอน เข้าชนกัน 40 ล้านครั้งต่อวินาทีภายในเครื่องตรวจจับ
สี่ตัวขนาด
ของอาคารขนาดใหญ่ นักฟิสิกส์หวังว่าการชนกันเพียงเศษเสี้ยวเล็กๆ จะช่วยให้เบาะแสเกี่ยวกับโครงสร้างพื้นฐานของธรรมชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งที่ให้อนุภาคมูลฐานบางอย่างมีมวล ที่ค่าความส่องสว่างเต็มที่ ซึ่งเป็นการวัดอัตราการชนของอนุภาค ที่ประมาณ 10 34 ซม. –2 วินาที–1ลำแสง
จะเก็บพลังงานไว้มากพอที่จะหลอมทองแดงน้ำหนักหนึ่งตันขณะที่มันหมุนเวียนอยู่ภายในส่วนประกอบที่มีความไวสูงและมีราคาแพง เพื่อป้องกันตัวเร่งความเร็วและตัวตรวจจับจากโปรตอนที่หลงทาง LHC จึงติดตั้งคาร์บอนหรือทังสเตนคอลลิเมเตอร์ประมาณ 100 ตัวที่เคลื่อนที่ได้ โดยแต่ละอันจะมีร่องเล็กๆ
ที่ลำแสงสามารถผ่านได้ นานมาแล้วก่อนที่ LHC จะยิงโปรตอนตัวแรก เซิร์นกำลังวางแผนว่าจะก่อให้เกิดการชนที่รุนแรงยิ่งขึ้น ซึ่งจะเพิ่มโอกาสในการค้นพบอนุภาคหรือแรงใหม่ๆ ที่หายาก การอัปเกรดเป็น LHC หรือที่เรียกว่า จะบรรจุความสว่างของลำแสงมากกว่า 10 เท่าของเป้าหมายการออกแบบของ LHC:
สูงสุด 5 × 10 35 ซม. –2 วินาที–1 ดังนั้น HL-LHC จึงต้องการการปรับเทียบที่ซับซ้อนมากขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงภาระความร้อนที่รับไม่ได้ และต้องการการอัปเกรดเป็นระบบหัวฉีดของ LHC ซึ่งปัจจุบันอาศัยเครื่องเร่งความเร็วและสายขนส่งโปรตอนที่เก่ากว่า เพื่อรับประกันคุณภาพลำแสงและความเสถียร
ปังมากขึ้นสำหรับเจ้าชู้ของคุณ ซึ่งเป็นการออกแบบที่เป็นไปได้สำหรับการทดลองทางฟิสิกส์ของอนุภาคขนาดใหญ่ครั้งต่อไปหลังจาก LHC “[HL-LHC] จะเหมือนกับการเปิดไฟในห้องมืดจากมุมมองของการทดลอง” เขากล่าว ความเป็นจริงของการสร้าง การว่าจ้าง และการใช้งาน LHC นั้นหมายความว่า
การเกิดใหม่
ที่มีความสว่างสูงของมันจะไม่เกิดขึ้นจริงจนกว่าจะถึงปี 2022 โดยมีป้ายราคาประมาณ 1 พันล้านยูโร ครึ่งหนึ่งของเงินจำนวนนี้จะนำไปอัปเกรด และอีกครึ่งหนึ่งจะนำไปปรับปรุงเครื่องตรวจจับสี่ตัว เพื่อให้พวกเขาสามารถรับมือกับสภาพแวดล้อมการชนที่รุนแรงของ HL-LHC ได้
ได้รับการออกแบบให้กระจายลำแสง 7 TeV จำนวน 2 ลำ ทำให้เกิดการชนกันของ TeV 14 ครั้ง แต่ในตอนแรกถูกบังคับให้ทำงานที่ค่านี้ครึ่งหนึ่งหลังจากการเชื่อมต่อระหว่างแม่เหล็กที่ไม่เสถียรได้ระเหยออกไปในระหว่างการทดสอบกระแสสูงเพียงเก้าวันหลังจากเปิด LHC ในปลายปี 2551
การเข้าแทรกแซง LHC นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะเมื่อทำงาน มันจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 1.9 K โดยใช้ฮีเลียมเหลว 130 ตัน เพื่อให้แน่ใจว่าสายเคเบิลไนโอเบียม-ไททาเนียมที่จ่ายพลังงานให้แม่เหล็กไดโพลนั้นต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของตัวนำยิ่งยวด ต้องใช้เวลาหลายเดือนในการอุ่นเครื่องทั้งหมด
ให้อยู่ในอุณหภูมิห้อง จากนั้นจึงจะเย็นลง และมีแผนปิดเครื่องยาว 3 ครั้งในช่วงทศวรรษหน้า ครั้งแรกในปี 2556-2557 จะเกี่ยวข้องกับการแก้ไขจุดเชื่อมต่อระหว่างกันที่ชำรุดประมาณ 1,000 จุด เพื่อให้แม่เหล็กสามารถทำงานได้ใกล้กับสนามดัดเป้าหมาย (8.3 T) ซึ่งช่วยให้สามารถบรรทุกโปรตอน TeV
ได้ 7 ตัว ในขณะที่ข้อต่อทั้งหมด 10,000 จุดจะติดตั้ง a พนักพิงด้านข้างเพื่อความมั่นคง การปรับปรุงเพิ่มเติมคาดว่าจะเกิดขึ้นในการปิดระบบครั้งที่สองซึ่งน่าจะเกิดขึ้นในปี 2560 หรือ 2561 ในขณะที่ HL-LHC และการปรับปรุงที่เกี่ยวข้องในเครื่องตรวจจับส่วนใหญ่จะเป็นรูปเป็นร่างในระหว่าง
การปิดระบบระยะยาวครั้งที่สามซึ่งมีกำหนดในปี 2564 เช่นเดียวกับการเพิ่มจำนวนโปรตอนเกือบสองเท่าในแต่ละกลุ่ม HL-LHC อาศัย “ออปติก” ทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อนำลำแสงของโปรตอนมาชนกันในตัวตรวจจับสี่ตัวของ LHC เทคโนโลยีหลักสองอย่างอยู่ระหว่างการพัฒนา:
แม่เหล็กสี่ขั้ว
ตัวนำยิ่งยวดสนามสูงที่บีบลำแสงให้แน่นยิ่งขึ้นในทิศทางแนวตั้งและแนวนอน และโพรง “ปู” ความถี่วิทยุที่ลดมุมที่กระจุกตัดกันนอกเหนือจากการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ “แข็งในการแผ่รังสี” โดยทำให้ชิปเซมิคอนดักเตอร์และฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้องสามารถทนต่อปริมาณรังสีที่สูงขึ้นได้ เซิร์นกำลังพิจารณา
ที่จะย้ายอุปกรณ์จ่ายไฟใกล้กับเครื่องตรวจจับให้ห่างจากลำแสงมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยควรอยู่เหนือพื้นดิน ตำแหน่งปัจจุบันใกล้กับเครื่องตรวจจับ 100 ม. ใต้ดิน วิธีเดียวที่จะนำกระแสมหาศาล 200 kA ที่จำเป็นคือการใช้ตัวนำยิ่งยวดเช่นกัน แต่ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิต่ำ เช่น โลหะผสมไนโอเบียม
เป็นปัญหาสำหรับการใช้งานนี้ เนื่องจากฮีเลียมเหลวที่จำเป็นในการทำให้เย็นลงจะอุ่นขึ้นเนื่องจากแรงดันไฮดรอลิกเมื่อแขวนในแนวตั้ง เซิร์นอาจต้องหันไปหาตัวนำยิ่งยวดที่มีอุณหภูมิสูง เช่น วัสดุอิตเทรียม แบเรียม คอปเปอร์-ออกไซด์ ซึ่งไม่ต้องการฮีเลียมเหลวเพื่อให้พวกมันเข้าสู่สถานะตัวนำยิ่งยวด
ตรวจจับเหตุการณ์เพิ่มเติม อัตราการชนกันที่สูงขึ้นจากจำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนครั้งใหญ่ในการทดลองและอย่างน้อยที่สุดก็เพื่อจัดการกับปริมาณรังสีที่เพิ่มขึ้นที่พวกมันจะต้องประสบ ในการทำงานตามปกติ เครื่องตรวจจับ ATLAS และ CMS ที่ใช้งานทั่วไป 2 เครื่องจะถูกน้ำท่วมด้วยเศษซาก
จากการชนกันของโปรตอน-โปรตอนประมาณ 20 ครั้งทุกครั้งที่กลุ่มสองกลุ่มตัดกัน ซึ่งจะต้องได้รับการประเมินในเวลาน้อยกว่า 25 ns (เช่น ก่อนการข้ามกลุ่มครั้งถัดไป) โดย a “ทริกเกอร์” เพื่อตัดสินใจว่าการชนกันนั้นคุ้มค่าที่จะบันทึกลงดิสก์หรือไม่ อย่างไรก็ตาม ที่ HL-LHC “เหตุการณ์กองพะเนิน” นี้จะเหมือนกับการข้ามกลุ่มมากกว่า 400 ครั้ง ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนหน้า
แนะนำ ufaslot888g
