أنهى المصادم الهادروني الكبير (LHC) في سيرن آخر مرحلة تشغيل فيزيائية له ودخل في مرحلة الإغلاق الطويل الثالث (Long Shutdown 3). خلال السنوات القادمة، سيتم إجراء أعمال صيانة وتوحيد وتحديث واسعة النطاق، وذلك لتجهيز مسرّع الجسيمات لمرحلة "المصادم الهادروني الكبير عالي اللمعان" (High-Luminosity LHC - HiLumi LHC) ابتداءً من عام 2030 تقريبًا. من المتوقع زيادة اللمعان بما يصل إلى عشرة أضعاف.
خلفية
منذ بدء التشغيل الفيزيائي في عام 2009، قدم المصادم الهادروني الكبير كميات هائلة من البيانات في ثلاث مراحل تشغيل (Run 1-3). من أبرز الإنجازات اكتشاف بوزون هيغز في عام 2012، بالإضافة إلى أكثر من 85 هادرون جديد. ساهم المصادم الهادروني الكبير بشكل كبير في فهم النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات، وفي الوقت نفسه وضع حدودًا صارمة للفيزياء الجديدة المحتملة التي تتجاوز النموذج القياسي.
أهداف الإغلاق الطويل الثالث
خلال فترة الإغلاق التي تستمر لعدة سنوات، سيتم تفكيك حوالي 1.2 كيلومتر من المغناطيسات والمكونات في نفق المصادم الهادروني الكبير واستبدالها بعناصر جديدة وأكثر كفاءة. ستحصل تجارب ATLAS و CMS الكبيرة على تحديثات شاملة، بما في ذلك أنظمة تتبع جديدة، وكاشفات مسار قائمة بالكامل على السيليكون مع مليارات القنوات، بالإضافة إلى كاشفات قياس زمن عالية الدقة. الهدف هو القدرة على التعامل مع معدل التصادم الأعلى بكثير لمرحلة HiLumi LHC (140-200 بدلاً من حوالي 60 تصادم بروتون-بروتون لكل حزمة سابقًا).
أعمال أخرى في مجمع المسرعات
بالإضافة إلى المصادم الهادروني الكبير نفسه، سيتم تحديث مرافق أخرى في سيرن. تشمل هذه الأعمال أعمال توحيد في منطقة SPS الشمالية، وإعادة بناء ECN3 ليصبح مرفقًا عالي الكثافة ثابت الهدف، بالإضافة إلى تجديدات في تجربة ISOLDE وأنظمة السلامة. يشارك الآلاف من المتخصصين من سيرن والمؤسسات الشريكة في هذه الأعمال.
نظرة مستقبلية
من المتوقع أن يوفر المصادم الهادروني الكبير عالي اللمعان (HiLumi LHC) بيانات أكثر بكثير ابتداءً من عام 2030، مما سيتيح قياسات أكثر دقة لبوزون هيغز والبحث عن فيزياء جديدة. خلال فترة الإغلاق، يركز العمل العلمي على تحليل البيانات التي تم جمعها بالفعل وإعداد التجارب للمرحلة التشغيلية التالية.
أسئلة متكررة
ماذا يحدث خلال الإغلاق الطويل الثالث؟
أعمال صيانة وتحديث وتطوير واسعة النطاق في المصادم الهادروني الكبير ومجمع مسرعات سيرن بأكمله، وذلك للتحضير لتشغيل المصادم الهادروني الكبير عالي اللمعان ابتداءً من عام 2030.
ما مدى زيادة الأداء؟
من المتوقع أن يكون لمعان المصادم الهادروني الكبير عالي اللمعان أعلى بما يصل إلى عشرة أضعاف مقارنة بالمصادم الهادروني الكبير الحالي.
ما هي التجارب التي سيتم تحديثها؟
ستحصل تجارب ATLAS و CMS بشكل خاص على مكونات كاشف جديدة يمكنها التعامل مع معدل التصادم الأعلى بكثير.
هل يجري أي بحث خلال فترة الإغلاق؟
نعم. يركز العمل العلمي على تحليل البيانات التي تم جمعها بالفعل والتحضير للمرحلة التشغيلية التالية.
متى من المقرر أن يبدأ المصادم الهادروني الكبير عالي اللمعان؟
من المخطط أن يبدأ التشغيل الفيزيائي حوالي عام 2030.
