Siker vagy kudarc? Helyzetk£©p az LHC-r£³l - kfki.hu horvath/Talks/2008/HD_Simonyi-LHC_2008.pdf¢  Siker

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Siker vagy kudarc? Helyzetk£©p az LHC-r£³l - kfki.hu...

  • Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról

    Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15.

    Horváth Dezső horvath@rmki.kfki.hu

    MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet, Budapest

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 1

  • Az LHC indulása: siker vagy kudarc? Válasz egy szóban: siker!

    3 szóban: semmiképpen nem kudarc

    Még bővebben (az előadásomban):

    A nagy hadron-ütköztető (Large Hadron Collider)

    A Compact Muon Solenoid (CMS) kísérlet

    2008. szeptember 10: átütő siker

    2008. szeptember 19: héliumszivárgás

    Hogyan tovább?

    Jéki László: Indul a legnagyobb részecskegyorsító 10-részes cikksorozat az LHC-ról: http://origo.hu/tudomany

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 2

  • A CERN gyorsítói

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 3

  • A CERN és környéke

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 4

  • Az LHC eltérítő-mágnesei

    1232 szupravezető mágnes (beszerelés előtt) (L = 15 m, M = 35 t, T = 1.9 K, B = 8.3 T)

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 5

  • Az LHC eltérítő-mágnese: keresztmetszet

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 6

  • Az LHC mágnesei összeszerelve

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 7

  • Az LHC CMS–detektora

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 8

  • Az LHC CMS–detektora

    12500 tonnás digitális kamera: 100 M pixel, 40 M kép/mp, 1000 GB/mp adat

    Tárolás: 100 kép/mp ⇒ szűrés!! Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 9

  • Az LHC CMS–detektora (Compact Muon Solenoid)

    Súly: 12500 tonna, kétszer annyi vas, mint Eiffel–toronyban

    2500 résztvevő a világ 35 országából

    A világ legnagyobb (szupravezető) szolenoidja:

    belső átmérője 6 m, mágneses tere 4 Tesla

    Detektorépítésben magyar részvétel:

    Müondetektorok pozicionáló rendszere:

    DE Kisérleti Fizikai Int. és ATOMKI

    Előreszórt részecskék észlelése: (Hadron Forward calorimeter, HF)

    Készült USA-RU-TR-HU együttműködésben: RMKI, Budapest

    Az első leeresztett CMS-detektorrész: 2006. nov. 11.

    Adatkezelés: LHC Computing Grid RMKI: BUDAPEST

    LCG-állomás

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 10

  • Magyar részvétel a CMS-kísérletben:

    MTA KFKI RMKI, Budapest (18 fő)

    Debreceni Egyetem Kísérleti Fiz. Int. (9 fő)

    MTA ATOMKI, Debrecen (7 fő)

    Összesen: 34 magyar kutató

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 11

  • Munka a müonkamrákon

    Béni Noémi és Szillási Zoltán (Debrecen) Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 12

  • HF: kvarcszálak acélban

    Minden CERN-es magyar fűzte Szálkalibráció kész darabon

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 13

  • A CMS mágnese

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 14

  • A CMS egyik szelete

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 15

  • A CMS belső része

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 16

  • A CMS lezáró sapkája

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 17

  • ATLAS: mágnesek

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 18

  • LHC Computing Grid (LCG)

    3 magyar intézmény (RMKI, ELTE, BME) Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 19

  • Ütközőnyaláb hozama: luminozitás L = f n N1N2A

    f : körfrekvencia; n: csomagok száma N1,N2 részecske/csomag; A: nyalábok

    átfedése

    σ hkm-ű reakció gyakorisága ε hatásfoknál R = εσL

    Integrális luminozitás: (fb−1)

    Gyorsító ütközési időszak R

    Ldt

    energia (fb−1)

    Tevatron 2 TeV 2001-2006 2,5

    LHC 14 TeV első pár nap 0,1

    LHC 14 TeV első pár hónap 1

    LHC 14 TeV első év (kis int.) 10

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 20

  • Az LHC működésének első időszaka

    1. Értsük meg a detektort: működés, trigger, kalibráció

    2. Mennyire hiteles a szimulációnk? Leírja a SM folyamatait és a detektort? Egyezik a mért adatokkal?

    3. Keresd, amit vársz, vedd észre, amit nem vársz. Látunk eltérést (többletet) valamilyen eloszlásban a háttérszimulációhoz képest? Új fizika vagy hibás háttérbecslés?

    4. Új fizika? Keresünk többletet, hiányt vagy más jellegzetes tulajdonságokat (Higgs-bozon, SUSY, ...)

    5. Ha tényleg új fizika: Micsoda? Melyik modell? Milyen paraméterekkel?

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 21

  • LHC: a Jó, a Rossz és a Csúf

    Jó Hatalmas felfedezési potenciál: nagy energia, sokféle ütközés,

    óriási luminozitás.

    Rossz Rettenetes háttér, az

    érdekesebb dolgok előfordulási gyakorisága 10−6 −10−3

    Csúf Az érdekes folyamat mellett

    eseményenként még 10-20 p-p ütközés, hatalmas kombinatorikus

    háttér.

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 22

  • Előkészületek az LHC indításához

    Tervezés kezdete: 1984 (5 évvel a LEP indulása előtt!)

    Új detektorüregek kiásása 1998-tól LEP-alagút megemelkedik működés közben ⇒ mágnesek pozíciójának folyamatos kompenzálása

    LEP leállítása (óriási ellenállás): 2000 vége.

    LEP-gyorsító és detektorok eltávolítása: 2001

    9300 mágnes ellenőrzése (javítása!), levitele, összehegesztése: 2002-2007.

    Mágnesek lehűtése 1,9 K-re (hidegebb, mint a világűr): 2008 jan-aug

    Protoncsomag belövése: 2008. szept.

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 23

  • Az LHC működési elve

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 24

  • Az LHC vezérlőterme, 2008.09.10

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 25

  • 2008.09.10: protonok körbemennek!!

    10:17 10:25

    09:35 10:15

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 26

  • 2008.09.10: protoncsomag stabilizálása 1

    0 ... 25 ns (mérés 10 körönként) Nincs RF, protoncsomag szétterül

    250 kör alatt

    RF ellentétes fázisban, protoncsomag kettéválik és szétterül

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 27

  • 2008.09.10: protoncsomag stabilizálása 2

    RF: javított fázis RF pontos, protoncsomag stabil

    2008. szept. 10.: Teljes siker 450 GeV-es protonokkal (gyorsítás nélkül), mindkét irányban!

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 28

  • Felkészülés a gyorsító-üzemmódra: a hiba

    A dipólmágnesek áramának fokozatos növelése (kb. 5000 A-re) szektoronként történt.

    A 8 szektorból 7 áramát sikeresen felhozták

    Szept. 19: A 8.-nál kiolvadt egy forrasztás két mágnes között. A mágnes leoldott, a felszabaduló energia felforralta a hűtőrendszer héliumgázát, amelyből 1 tonna lökésszerűen kifújt, kilökve a helyéről a 15-tonnás mágnest.

    Mintegy 20 mágnest javítás céljából a felszínre kell hozni: a felmelegítés nagyon lassú, hetekig tart.

    A 48 tartalék mágnesből pótolják öket, de a felmelegítésre és cserére legalább két hónap kell.

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 29

  • Az LHC hőmérséklete 2008.10.11-én

    Horváth Dezső: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 30

  • LHC-szekt