CERN加速器综合体全面进入LS3停机升级,迈向高亮度LHC时代

当地时间8月31日上午,欧洲核子研究中心(CERN)注入器综合体和反物质工厂完成最后一次束流发射后停止运行,正式进入第三次长期停机(LS3)阶段。此前,大型强子对撞机(LHC)已于6月关闭,标志着该中心旗舰加速器率先启动LS3改造工作。

欧洲核子研究中心(CERN)运行组组长贝蒂娜·米库莱克(左)将象征着接力棒的物品——一块来自大型强子对撞机(LHC)的微型超导磁体——交给LS3协调组组长让-菲利普·托克(右),欧洲核子研究中心总干事马克·汤姆森(左二)和加速器与技术主管奥利弗·布吕宁(左三)在场。(图片:欧洲核子研究中心)

在LHC停机后,为其提供束流的注入器系统仍在整个夏季持续运行,向相关实验设施输送质子束和离子束。CERN表示,在最后数周运行期间,各团队利用剩余束流时间完成物理实验计划,收集测量数据,并进一步优化加速器运行性能。这些数据将用于支撑第四阶段运行准备,也将为LS3期间的大规模维护和升级提供参考。

LS3期间,CERN所有相关机器将开展维护、加固、升级以及新实验准备工作。相关改造旨在提升加速器综合体的可靠性,并为高亮度大型强子对撞机(HiLumi LHC)运行阶段奠定基础。按照计划,CERN加速器综合体将自2028年起分阶段恢复运行,各注入器和实验设施陆续重启;HiLumi LHC将是最后重启的加速器,预计于2030年中期恢复运行。

与此同时,CERN近期还公布了利用LHC开展氧原子核碰撞实验的研究进展。研究人员通过大型离子对撞机实验(ALICE)分析氧—氧碰撞,观察到部分子能量损失,即通常所说的喷注淬灭现象。资料显示,这是迄今研究中观察到此类特征的最小核系统之一。

该研究聚焦大爆炸后极早期物质状态的相关问题。科学家关注的是大爆炸后数微秒内,在温度极高、质子和中子尚难形成的条件下,物质以夸克—胶子等离子体形式存在时的性质。研究人员此前主要通过铅等重原子核碰撞产生夸克—胶子等离子体,并研究高能夸克或胶子在其中传播时的能量损失。

在此次研究中,ALICE探测器测量了氧—氧碰撞中中性π介子的产生情况,并发现其产生受到抑制,这一现象与铅—铅碰撞中的观测结果相似。通过与氧—质子碰撞作为对照进行比较,研究人员认为,氧—氧碰撞中存在喷注淬灭或部分子能量损失迹象。

研究还指出,这类测量结果表明,在相关条件下,亚原子粒子仍保持较强的集体运动特征,其行为更接近于一种近乎完美的液体,而非稀薄气体。相关研究结果已发布在arXiv预印本平台。

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