A área onde a linha de injeção para o PS Booster (à direita) e a linha de extração para o PS (à esquerda) se cruzam. Essas duas linhas de transferência foram totalmente reformadas. O anel do Booster é visível à esquerda. Crédito:CERN
O CERN Control Center está de volta ao modo de trabalho por turnos, com paredes de telas mostrando o status das vigas, e café fluindo livremente dia e noite. Na sexta, 3 de julho, a equipe de coordenação do acelerador Long Shutdown 2 entregou a chave do PS Booster aos operadores do acelerador. O Linac 4 e o PS Booster tornam-se, assim, os dois primeiros aceleradores a serem recomissionados, 18 meses após o início do LS2.
Contudo, o recomissionamento será muito mais complexo do que simplesmente girar uma chave. Quando os operadores entregaram o Booster para as equipes LS2, eles estavam dirigindo um modelo construído no século passado, e agora eles se encontram ao volante de um supercarro completamente transformado. O trabalho foi realizado no motor (fonte de alimentação e conversores de energia), o acelerador (as cavidades de radiofrequência), a direção (os ímãs), a injeção, o circuito de resfriamento, os sistemas de controle e segurança ... na verdade, uma série de componentes foram substituídos ou atualizados (veja abaixo). "Cerca de 40% da máquina foi substituída, "diz David Hay, o "mecânico-chefe", ou engenheiro responsável pela coordenação das atividades da LS2 no PS Booster.
Os objetivos do trabalho neste acelerador de quase 50 anos, fazendo parte do projeto LHC Injector Upgrade (LIU), eram duplos:para acelerar as partículas que chegam com energias mais altas do novo Linac 4 e para aumentar o brilho de, ou a concentração de partículas em, a viga.
Linac 4, o novo primeiro elo da cadeia, acelera íons de hidrogênio negativos (prótons rodeados por dois elétrons) até uma energia de 160 MeV (em comparação com 50 MeV anteriormente para os prótons do Linac 2). A energia mais alta e o novo sistema de injeção, que converte os íons H- em prótons, aumente o brilho por um fator de dois. Isso significa que um feixe com as mesmas dimensões conterá o dobro de partículas. Para preservar esse brilho no PS, o próximo acelerador da cadeia, o Booster aumentará a energia até 2 GeV (em comparação com 1,4 GeV anteriormente), graças ao seu sistema de aceleração totalmente novo. O efeito de repulsão elétrica entre partículas de mesma carga (repulsão de Coulomb) diminui à medida que a energia aumenta. Colocando de outra forma, energia mais alta ajuda a manter as partículas próximas e, portanto, contribui para manter o brilho. E com mais brilho, vem mais luminosidade. "O Booster é a chave para aumentar a luminosidade do LHC, "explica Gian Piero Di Giovanni, líder de projeto para LIU no PS Booster, "porque efetivamente determina o brilho do feixe." O novo modo de injeção com íons H- e uma energia mais alta também reduzirá consideravelmente a taxa de perda de partículas. “Vamos perder apenas 1 a 2% na injeção, em comparação com mais de 30% com o sistema antigo, "diz Di Giovanni.
O trabalho no Booster durou 20 meses acima do solo e 18 meses no subsolo. Apesar da grande escala das renovações e das dificuldades encontradas com certos aspectos da obra de engenharia civil e do sistema de resfriamento para as cavidades de RF, para não mencionar o bloqueio, que congelou as atividades por dois meses, o projeto foi concluído no prazo. Essa conquista se deve ao comprometimento das equipes e à coordenação meticulosa e pró-ativa.
O comissionamento de alguns dos novos sistemas começou há várias semanas. Os operadores agora estão assumindo o comando com novos, software de controle de última geração. "Passamos os últimos dois anos desenvolvendo a integração desses novos sistemas, "enfatiza Bettina Mikulec, que supervisiona a operação do Booster e do Linac 4. "Agora precisamos implementar e testar todos os subsistemas do Centro de Controle e fazê-los funcionar em harmonia." Este complexo processo de comissionamento levará vários meses, inicialmente sem qualquer feixe. Considerando que o Linac 4 retomará os testes com viga neste verão, as primeiras partículas devem estar circulando no PS Booster já no final do ano.
A metamorfose do Booster
