Distribuição dos prótons entregues pela cadeia do acelerador às diferentes instalações. Crédito:Daniel Dominguez / CERN
Esta semana, o Large Hadron Collider (LHC) estava em parada técnica, mas as partículas continuaram a circular nos outros aceleradores. Isso ocorre porque a cadeia de quatro injetores que alimentam o LHC também fornece partículas para inúmeros experimentos em várias áreas experimentais.
Na verdade, mesmo quando o LHC está funcionando, as outras áreas experimentais consomem quase todas as partículas, como mostra o diagrama. O grande colisor usa menos de 0,1% dos prótons preparados pela cadeia injetora. Isso ocorre principalmente porque o LHC é um anel de armazenamento:os mesmos feixes circulam no anel por horas a fio, produzindo colisões com cada circuito que completam. Esse não é o caso das outras máquinas do CERN, que enviam feixes para alvos fixos - uma operação que deve ser repetida sempre que os dados são obtidos.
Todos os prótons começam sua jornada no acelerador linear Linac2, antes de ser lançado a um terço da velocidade da luz no Proton Synchrotron Booster (PSB). Nesse ponto, seus caminhos divergem.
Mais da metade dos prótons são enviados para ISOLDE, uma instalação de pesquisa de física nuclear. ISOLDE fornece várias áreas experimentais que hospedam numerosos experimentos a cada ano em campos que vão desde a física fundamental às ciências dos materiais e à produção de isótopos para aplicações médicas. Ano passado, ISOLDE forneceu partículas para 46 experimentos.
A jornada dos prótons começa no acelerador linear Linac 2, onde eles são aumentados para um terço da velocidade da luz. Crédito:Maximilien Brice / CERN
O restante das partículas que saem do PS Booster vão para o Síncrotron de Prótons (PS), que fornece três outras áreas experimentais:o Antiproton Decelerator (AD), usado para experimentos de antimatéria, a área leste, que é o lar do experimento CLOUD, dedicado ao estudo da formação de nuvens, e finalmente n_TOF, outra instalação de física nuclear.
O PS envia uma pequena porção de seus prótons para o Super Proton Synchrotron (SPS), que por sua vez, envia a maioria deles para a Área Norte, onde vários experimentos de alvo fixo incluindo COMPASS e NA62 coletam dados. Assim, no fim, o LHC recebe apenas uma pequena proporção das partículas que iniciaram a jornada.
Em 2016, O complexo acelerador do CERN acelerou 134 bilhões de bilhões de prótons (1,34 x 1020). Este número corresponde a uma quantidade minúscula de matéria, aproximadamente equivalente ao número de prótons em um grão de areia, mas os prótons são tão pequenos que essa quantidade é suficiente para fornecer todos os experimentos.
O LHC retomará a operação esta noite. Depois de um fim de semana de ajustes, o programa de física do LHC deve reiniciar na segunda-feira.
Miniball, uma das configurações experimentais da instalação de pesquisa nuclear ISOLDE. O Isotope Mass Separator On-Line (ISOLDE) usa mais da metade dos prótons preparados no complexo do acelerador do CERN para realizar vários experimentos em campos que vão desde a física fundamental até as ciências dos materiais e a produção de isótopos para aplicações médicas. Crédito:Julien Ordan / CERN
O Super Proton Synchrotron (SPS) é o último elo na cadeia de aceleradores antes do LHC. Ele também alimenta a Área Norte, onde uma sala de teste para futuros equipamentos está localizada e onde vários experimentos coletam dados. Crédito:Piotr Traczyk / CERN
