Впервые в истории протоны столкнули с ионами кислорода на Большом Адронном Коллайдере
На Большом адронном коллайдере впервые проведены столкновения пучков протонов и ионов кислорода. В период с 29 июня по 9 июля 2024 года специалисты ЦЕРНа работают над специальной серией экспериментов. В первые два дня зафиксированы столкновения протонов с ионами кислорода. Затем следуют два дня столкновений ионов кислорода между собой и один день столкновений ионов неона между собой. Между этапами выделено время для настройки оборудования и пуско-наладочных работ.
Эксперименты охватывают исследования космических лучей, сильного взаимодействия и кварк-глюонной плазмы. Ожидается получение значительного объёма новых данных. Работы стали результатом подготовки, начатой в середине апреля (предварительные исследования велись с 2019 года). Весь ускорительный комплекс, включая Linac3, LEIR, PS, SPS и БАК, адаптирован для работы с ионами кислорода и неона.
Режим столкновения протонов с ионами кислорода технически наиболее сложен. «Из-за разного отношения заряда к массе протонов и ионов кислорода электромагнитные поля ускорителя воздействуют на пучки по-разному, – поясняет специалист по ионам Родерик Брюс. – Без коррекции точки столкновения смещались бы на каждом обороте». Для точного пересечения пучков в центре детекторов ALICE, ATLAS, CMS и LHCb инженеры регулируют частоту вращения и импульс каждого пучка.
В экспериментах участвует не только основная группа детекторов. Эксперимент LHCf установил детектор в 140 метрах от точки столкновений ATLAS для регистрации частиц малых углов во время протон-кислородных столкновений. Позже этот детектор заменят калориметром для кислород-кислородных и неон-неонных запусков.
В рамках работ также тестируется технология кристаллической коллимации для борьбы с гало ионных пучков (частиц, отклоняющихся от основной орбиты). Традиционная коллимация менее эффективна для ионов, поэтому перед кислород-кислородными и неон-неонными запусками установят тестовые кристаллические коллиматоры.