Download pdf - Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról - kfki.huhorvath/Talks/2008/HD_Simonyi-LHC_2008.pdf · Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról Simonyi-nap, RMKI, 2008. okt. 15. Horváth

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


A CERN gyorsítói


A CERN és környéke


Az LHC eltérít o-mágnesei

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


Az LHC eltérít o-mágnese: keresztmetszet


Az LHC mágnesei összeszerelve


Az LHC CMS–detektora


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


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


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


A CMS mágnese


A CMS egyik szelete


A CMS belso része


A CMS lezáró sapkája


ATLAS: mágnesek


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


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?


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.


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.


Az LHC muködési elve


Az LHC vezérloterme, 2008.09.10


2008.09.10: protonok körbemennek!!

10:17 10:25

09:35 10:15


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


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!


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.


Az LHC h omérséklete 2008.10.11-én


LHC-szektorok 2008.10.11-én


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...


Köszönetnyilvánítás

Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal

OTKA T042864, T046095 és NK67974

EU FP6 MC-ToK 509252 és III 031688

Megérto együttmuködo partnereink
