Informe del acelerador: superando contratiempos, los antiprotones regresan a medida que el LHC recupera el brillo luminiscente

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6 junio, 2023

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Por Rende Steerenberg

El Informe del Acelerador publicado el 10 de mayo destacó que la ejecución de física de antiprotones de 2023 se retrasó 50 días (reduciendo la ejecución a 122 días en lugar de los 172 programados inicialmente) debido a un imán roto en la región de inyección del Antiproton Decelerator (AD). En consecuencia, la puesta en servicio del haz del AD debía comenzar el 12 de junio y la entrega de antiprotones a los experimentos AD-ELENA el 30 de junio.

Tras el arduo trabajo de muchos expertos, el equipo de operaciones de AD recibió el viernes 1 de junio a las 11:58, 12 días antes de lo programado, la luz verde del experto en inyección de AD: el haz podría inyectarse nuevamente en el anillo de AD, lo que indica el inicio de la puesta en servicio del haz. El equipo de operaciones de AD y los expertos en equipos reprogramaron sus actividades para centrarse en la puesta en servicio del haz de AD para adelantar el inicio reprogramado de la física, reduciendo la cantidad de días de física perdidos de 50 a aproximadamente 40. Esto, por supuesto, es muy bienvenido. por los usuarios experimentales de AD-ELENA, que esperan con ansias antiprotones de baja energía para realizar sus experimentos.

El resto de la cadena de inyectores del LHC está funcionando bien para el LHC y los experimentos de objetivos fijos. Sin embargo, el LHC sufrió una caída temporal en la producción de luminosidad debido al reemplazo la semana pasada de un módulo de dedo de radiofrecuencia (RF) en la sección de la máquina ubicada cerca del experimento ATLAS (Punto 1).

En la tarde del jueves 25 de mayo, el haz del LHC se descargó durante la aceleración en dos rellenos consecutivos. Ambos volcados de haz fueron provocados por pérdidas locales lentas* a la izquierda del Punto 1. Las investigaciones de imágenes de rayos X y los estudios de pérdida de haz llevaron a la conclusión de que uno de los módulos de dedos de RF en una sección caliente se estaba calentando o formando un arco, degradando el vacío en esa área y causando las pérdidas lentas del haz local. La producción de luminosidad se interrumpió y, durante el largo fin de semana de Pentecostés, varios equipos intervinieron en el túnel del LHC para sustituir el módulo RF finger (con el posterior bombeo de vacío). Ya en la mañana del martes 30 de mayo se inyectaron y circularon haces para comprobar las condiciones de vacío. Por la noche, se usó un primer relleno con solo 700 racimos por haz, seguido de un segundo relleno con 1200 racimos, para la física mientras se acondicionaba el área del módulo RF Finger recién instalado. En los días siguientes, la intensidad aumentó a 2400 racimos y, en una segunda etapa, la intensidad por racimo se incrementó de 1,3x1011 a 1,6x1011 protones por racimo.

Hasta nuevo aviso y en espera de una mayor comprensión de la causa de la falla del módulo de dedos de RF, la intensidad del grupo se limitará a 1,6x1011 protones por grupo. A estas alturas, el LHC vuelve a estar lleno con el esquema predeterminado de llenado de grupos 2400 con 1,55x1011 protones por grupo, lo que produce cerca de 1 fb-1 por día. Mientras escribo, las luminosidades integradas para ATLAS y CMS son cada una de 16 fb-1, que es aproximadamente 5 fb-1 por debajo del valor objetivo, pero nos estamos poniendo al día.

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* Las "pérdidas locales lentas" ocurren cuando algunas partículas del haz se pierden en partes específicas del anillo al interactuar con las moléculas de gas en el vacío degradado. Este proceso tarda algún tiempo antes de que se alcance el umbral para volcar el haz.