É o fim da estrada para os prótons este ano, após um desempenho magnífico do Large Hadron Collider (LHC). Na sexta, os feixes finais da execução de prótons de 2017 circularam no LHC. A corrida terminou, como faz todos os anos, com um resumo do desempenho de luminosidade, o indicador pelo qual a eficácia de um colisor é medida e no qual os operadores mantêm um olhar constante.

O LHC excedeu em muito sua meta para 2017. Ele forneceu seus dois experimentos principais, ATLAS e CMS, com 50 femtobarns inversos de dados, ou seja, 5 bilhões de milhões de colisões. O femtobarn inverso (fb-1) é a unidade usada para medir a luminosidade integrada, ou o número cumulativo de colisões potenciais durante um determinado período.

Este resultado é ainda mais notável porque os especialistas em máquinas tiveram que superar um sério revés. Um problema de vácuo no tubo de feixe de uma célula magnética limitou o número de cachos que podiam circular na máquina. Várias equipes foram convocadas para encontrar uma solução. Notavelmente, a disposição dos cachos nas vigas foi alterada. Após algumas semanas, a luminosidade começou a aumentar novamente.

Ao mesmo tempo, ao longo do ano, os operadores otimizaram os parâmetros operacionais. Usando um novo sistema implementado este ano, eles reduziram notavelmente o tamanho dos feixes quando eles se encontram no centro dos experimentos. Quanto mais comprimidas as vigas, quanto mais colisões ocorrem cada vez que eles se encontram. Ano passado, os operadores conseguiram obter 40 colisões em cada cruzamento de feixe, com cada grupo contendo 100 bilhões de partículas. Em 2017, até 60 colisões foram produzidas em cada cruzamento.

Graças a essas melhorias, o registro instantâneo de luminosidade foi quebrado, atingindo 2,06 x 10 ³⁴ cm ^-2 s ^-1 , ou duas vezes o valor nominal. A luminosidade instantânea corresponde ao número potencial de colisões por segundo.

O LHC continuará a operar por mais duas semanas para duas execuções especiais, incluindo uma semana para estudos de operação. A primeira execução especial consistirá em realizar colisões de prótons a 5,02 TeV (em oposição aos 13 TeV usuais), a mesma energia que a planejada para as execuções de íons de chumbo do próximo ano. Isso permitirá que os físicos coletem dados com prótons, que eles serão capazes de comparar com os dados de íons de chumbo.

A segunda corrida especial, em luminosidade muito baixa, fornecerá dados para os experimentos TOTEM e ATLAS / ALFA. Esses dois experimentos usam detectores localizados em cada lado de dois grandes detectores do LHC:CMS no caso do TOTEM e ATLAS no caso do ATLAS / ALFA. Eles estudam as interações chamadas de espalhamento elástico, onde dois prótons meramente mudam de direção ligeiramente quando interagem, ao invés de colidir. Para esses estudos, o LHC torna os feixes o mais largos possível. O que mais, a energia será limitada a 450 GeV, isto é, a energia na qual os feixes são injetados do complexo do acelerador no LHC.

Finalmente, os operadores realizarão uma campanha de "desenvolvimento de máquinas". Mais de uma semana, eles realizarão testes operacionais para melhorar ainda mais o desempenho do acelerador (nunca pode ser muito bom) e começarão a preparar o LHC de alta luminosidade, que substituirá o LHC após 2025.

Quando esses testes terminarem, os operadores vão parar a máquina para a parada técnica de final de ano.