Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Siker vagy kudarc?Helyzetkép az LHC-ról
Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15.
Horváth [email protected]
MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet, Budapest
Horváth Dezso: 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 bovebben (az eloadásomban):
A nagy hadron-ütközteto(Large Hadron Collider)
A Compact Muon Solenoid (CMS) kísérlet
2008. szeptember 10: átüto siker
2008. szeptember 19: héliumszivárgás
Hogyan tovább?
Jéki László: Indul a legnagyobb részecskegyorsító10-részes cikksorozat az LHC-ról: http://origo.hu/tudomany
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 2
A CERN gyorsítói
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 3
A CERN és környéke
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 4
Az LHC eltérít o-mágnesei
1232 szupravezeto mágnes (beszerelés elott)(L = 15 m, M = 35 t, T = 1.9 K, B = 8.3 T)
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 5
Az LHC eltérít o-mágnese: keresztmetszet
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 6
Az LHC mágnesei összeszerelve
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 7
Az LHC CMS–detektora
Horváth Dezso: 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 ⇒ szurés!!Horváth Dezso: 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
2500résztvevo a világ 35 országából
A világ legnagyobb (szupravezeto) szolenoidja:
belso átméroje 6 m, mágneses tere 4 Tesla
Detektorépítésben magyar részvétel:
Müondetektorok pozicionáló rendszere:
DE Kisérleti Fizikai Int. és ATOMKI
Eloreszórt részecskék észlelése: (Hadron Forward calorimeter, HF)
Készült USA-RU-TR-HU együttmuködésben: RMKI, Budapest
Az elso leeresztett CMS-detektorrész: 2006. nov. 11.
Adatkezelés: LHC Computing Grid RMKI: BUDAPEST
LCG-állomás
Horváth Dezso: 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 fo)
Debreceni Egyetem Kísérleti Fiz. Int. (9 fo)
MTA ATOMKI, Debrecen (7 fo)
Összesen: 34 magyar kutató
Horváth Dezso: 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 Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 12
HF: kvarcszálak acélban
Minden CERN-es magyar fuzte Szálkalibráció kész darabon
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 13
A CMS mágnese
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 14
A CMS egyik szelete
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 15
A CMS belso része
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 16
A CMS lezáró sapkája
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 17
ATLAS: mágnesek
Horváth Dezso: 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 Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 19
Ütközonyaláb hozama: luminozitásL = f n N1N2
A
f : körfrekvencia; n: csomagok számaN1,N2 részecske/csomag; A: nyalábok
átfedése
σ hkm-u reakció gyakorisága εhatásfoknál R = εσL
Integrális luminozitás: (fb−1)
Gyorsító ütközési idoszakR
Ldt
energia (fb−1)
Tevatron 2 TeV 2001-2006 2,5
LHC 14 TeV elso pár nap 0,1
LHC 14 TeV elso pár hónap 1
LHC 14 TeV elso év (kis int.) 10
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 20
Az LHC muködésének elso idoszaka
1. Értsük meg a detektort: muködés, trigger, kalibráció
2. Mennyire hiteles a szimulációnk? Leírja a SMfolyamatait és a detektort? Egyezik a mért adatokkal?
3. Keresd, amit vársz, vedd észre, amit nem vársz.Látunk eltérést (többletet) valamilyen eloszlásban aháttérszimulációhoz képest? Új fizika vagy hibásháttérbecslés?
4. Új fizika? Keresünk többletet, hiányt vagy másjellegzetes tulajdonságokat (Higgs-bozon, SUSY, ...)
5. Ha tényleg új fizika: Micsoda? Melyik modell? Milyenparaméterekkel?
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 21
LHC: a Jó, a Rossz és a Csúf
JóHatalmas felfedezési potenciál:nagy energia, sokféle ütközés,
óriási luminozitás.
RosszRettenetes háttér, az
érdekesebb dolgok elofordulásigyakorisága 10−6
−10−3
CsúfAz érdekes folyamat mellett
eseményenként még 10-20 p-pütközés, hatalmas kombinatorikus
háttér.
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 22
Elokészületek az LHC indításához
Tervezés kezdete: 1984 (5 évvel a LEP indulása elott!)
Új detektorüregek kiásása 1998-tól LEP-alagútmegemelkedik muködés közben ⇒ mágnesekpozíciójának folyamatos kompenzálása
LEP leállítása (óriási ellenállás): 2000 vége.
LEP-gyorsító és detektorok eltávolítása: 2001
9300 mágnes ellenorzése (javítása!), levitele,összehegesztése: 2002-2007.
Mágnesek lehutése 1,9 K-re (hidegebb, mint a világur):2008 jan-aug
Protoncsomag belövése: 2008. szept.
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 23
Az LHC muködési elve
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 24
Az LHC vezérloterme, 2008.09.10
Horváth Dezso: 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 Dezso: 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 Dezso: 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 Dezso: 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 mágnesközött. A mágnes leoldott, a felszabaduló energiafelforralta a hutorendszer héliumgázát, amelybol 1tonna lökésszeruen kifújt, kilökve a helyérol a15-tonnás mágnest.
Mintegy 20 mágnest javítás céljából a felszínre kellhozni: a felmelegítés nagyon lassú, hetekig tart.
A 48 tartalék mágnesbol pótolják öket, de afelmelegítésre és cserére legalább két hónap kell.
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 29
Az LHC h omérséklete 2008.10.11-én
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 30
LHC-szektorok 2008.10.11-én
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 31
Az LHC jöv ore tényleg elindul
Idén ugyan az LHC nem fog muködni, de jövore atervezettnél korábban (június helyett talán máráprilisban) el tudják indítani, mert a javítás és csereidején a gyorsítórendszeren el tudnak végeznikülönbözo munkákat.
A kísérleteknek az eset két okból hátrányos:Nincs mért adat 900 GeV-es protonütközésekkelellenorzéshez és kalibrációhoz.Elobb zárják jövore az LHC-t, akkorra megrendeltdetektorelemeket nem tudnak beszerelni.
Ilyen hibák mindig elofordulhatnak; az lenne a csoda,ha egybol minden muködne egy ennyire bonyolultrendszeren...
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 32
Köszönetnyilvánítás
Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal
OTKA T042864, T046095 és NK67974
EU FP6 MC-ToK 509252 és III 031688
Megérto együttmuködo partnereink
Horváth Dezso: Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. – p. 33