Ensimmäisiä LHC-jälkikuvia kaikilla koeasemilla

Lisäys pe 12.9: Upeita kuvia Atlas- ja CMS-koeasemien kuvasivuilla!

Keskiviikko 10.9. oli valtaisa menestys. Alkuperäinen tavoite, protonien kierrättäminen myötäpäivään, saavutettiin reilun tunnin työskentelyn jälkeen. Iltapäivällä saatiin protoneita kierrätettyä toisen suihkuputken avulla myös vastapäivään.

Harjoittelu LHC-kiihdyttimen avulla jatkui vielä tämänkin jälkeen. Päivän saldoksi tuli 300 täyttä kierrosta kiihdyttimen ympäri, eli alkuperäinen tavoite saavutettiin 30 000%:sti! Yöllä harjoittelua jatkettiin vielä siten, että koeasemien vieressä olevia kollimaattoreita suljettiin, jolloin koeasemilla voitiin havaita niistä syntyviä hiukkassuihkuja.

Seuraavina tavoitteina LHC:lla on kierrättää samoja protoneita muutamien tuhansien, mahdollisesti satojen tuhansien kierrosten ajan. Koska suihku kulkee 11 000 kierrosta sekunnissa, tämä kestäisi vain muutamien sekuntien ajan. Sen saavuttaminen vaatii protonien synkronoimista kiihdyttimen RF-järjestelmän kanssa. Tämän jälkeen päästäänkin itse asiaan: voidaan mahdollisesti tehdä törmäyksiä 450 GeV:in energioilla (mahdollisesti jo lokakuussa), aloittaa protonien energian nostaminen SPS-kiihdyttimen 450 GeVistä 700 GeViin, ehkä 800 GeViin tai jopa 1 TeViin. Näköpiirissä on myös haasteita, kuten kiihdyttimen suprajohtavien magneettien ominaisuuksiin kuuluva snapback-efekti, joka aiheuttaa jo Tevatron-törmäyttimessä havaittua magneettikentän vaihtelua (tästä aiheesta teknisiä dokumentteja: 1 ja 2). Tämän jälkeen päästäänkin kurkistamaan alueelle, jonne ei koskaan aiemmin ole nähty: huikeille 5 TeV:in törmäysenergioille.

Eilisistäkin hiukkasista on jo upeita kuvia. Alla esimerkiksi CMS-koeasemalla havaittuja sekundaarihiukkasten ratoja. Tällaisista kuvista näemme pian sen, mitä LHC-kiihdytin maailmasta paljastaa!

CMS-koeasema ja sen havaitsemat sekundaarihiukkaset, jotka ovat syntyneet myötäpäivään kulkevan LHC-suihkun osuessa kollimaattoreihin.
CMS-koeasema ja sen havaitsemat hiukkaset, jotka ovat syntyneet myötäpäivään kulkevan suihkun osuessa kollimaattoriin.

Hiukkaskatedraalit

Wapun ympäryspäivinä sain viimeinkin tilaisuuden vierailla sekä Atlas- että CMS-koeasemilla. Ensimmäisestä kierroksesta kiitos Maarit Whitelle, joka on rakennusinsinöörinä vastannut muun muassa Atlaksen rakennusvaiheessa tarvittavista telineistä. Muutoinhan Suomi ei virallisesti ole mukana Atlas-kokeessa.

Atlas-kokeessa pääsin vierailemaan juuri viime hetkellä, sillä koeasema suljettiin vierailijoilta vierailuani seuranneena arkipäivänä. Tunnelin sisäänkäynnillä olivat jo valmiina odottamassa iirisskannerit ja jykevät teräsovet, joiden ohi ei kutsumaton tulija hevin pääse. Edellisenä päivänä Atlas-kokeeseen oli ehtinyt tutustua myös Saksan liittokansleri Angela Merkel, joka on muuten koulutukseltaan fyysikko. Aivan hiljattain vierailun olivat tehneet myös saksalaiset ja ranskalaiset kuvausryhmät, jotka kiersivät CERNissä ympäri viikkoa.

Atlas
Kuva: Atlas-koeasema. Pohjalla seisova ihminen antaa vähän mittaskaalaa. [(c) Atlas collaboration]

Koeasemien valmistuminen on toki mainio asia, mutta vierailijana viimeisistä auki olevista rakosista ei enää kovin paljoa nähnyt. Oheisesta arkistokuvasta kuitenkin näkee, miten vaikuttava ilmestys Atlas on. Continue reading “Hiukkaskatedraalit”