Tag Archives: LHC

LHC update – Hot off the press!

This came in some minutes ago:

The LHC will run for the first part of the 2009-2010 run at 3.5 TeV per beam, with the energy rising later in the run. That’s the conclusion that we’ve just arrived at in a meeting involving the experiments, the machine people and the CERN management. We’ve selected 3.5 TeV because it allows the LHC operators to gain experience of running the machine safely while opening up a new discovery region for the experiments.

The developments that have allowed us to get to this point are good progress in repairing the damage in sector 3-4 and the related consolidation work, and the conclusion of testing on the 10000 high-current electrical connections last week. With that milestone, every one of the connections has been tested and we now know exactly where we stand.

The latest tests looked at the resistance of the copper stabilizer that surrounds the superconducting cable and carries current away in case of a quench. Many copper splices showing anomalously high resistance have been repaired already, and the tests on the final two sectors revealed no more outliers. That means that no more repairs are necessary for safe running this year and next.

The procedure for the 2009 start-up will be to inject and capture beams in each direction, take collision data for a few shifts at the injection energy, and then commission the ramp to higher energy. The first high-energy data should be collected a few weeks after the first beam of 2009 is injected. The LHC will run at 3.5 TeV per beam until a significant data sample has been collected and the operations team has gained experience in running the machine. Thereafter, with the benefit of that experience, we’ll take the energy up towards 5 TeV per beam. At the end of 2010, we’ll run the LHC with lead-ions for the first time. After that, the LHC will shut down and we’ll get to work on moving the machine towards 7 TeV per beam.

Fingers crossed everyone 🙂

Δελτίο τύπου του CERN σχετικά με τη διακοπή του LHC (μεταφρασμένο)

Παρακάτω θα βρείτε μια πρόχειρη μετάφραση που έκανα του χτεσινού δελτίου τύπου του CERN σχετικά με το συμβάν που οδήγησε στη διακοπή της λειτουργίας του LHC πριν από περίπου ένα μήνα. Εξηγεί το τι συνέβει και τι μέλλει γενέσθαι… Απέφυγα να μεταφράσω το τεχνικό παράρτημα στο τέλος της.

Οι έρευνες έχουν δείξει ότι μια προβληματική ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ δύο μαγνητών (κόκκινο) ήταν η αιτία του γεγονότος του τομέα 3-4 στις 19 Σεπτεμβρίου.

Οι έρευνες έχουν δείξει ότι μια προβληματική ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ δύο μαγνητών (κόκκινο) ήταν η αιτία του γεγονότος του τομέα 3-4 στις 19 Σεπτεμβρίου.

Γενεύη, 16 Οκτωβρίου 2008.

Έρευνες στο CERN μετά από μια μεγάλη διαρροή ηλίου στον τομέα 3-4 της σήραγγας του Μεγάλου Συγκρουστήρα Αδρονίων (Large Hadron Collider – LHC) επιβεβαίωσαν ότι η αιτία του συμβάντος ήταν μια προβληματική ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ δύο εκ των μαγνητών του επιταχυντή. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα μηχανικές βλάβες και τη διαρροή ηλίου από τους μαγνήτες προς τη σήραγγα.

Επαρκείς διαδικασίες ασφαλείας ήταν σε εφαρμογή, τα συστήματα ασφαλείας λειτούργησαν κατά το αναμενόμενο και κανένας δεν τέθηκε σε κίνδυνο. Υπάρχουν επαρκή ανταλλακτικά για να εξασφαλιστεί η επαναλειτουργία του LHC για το 2009 και τίθενται μέτρα σε εφαρμογή για να αποφευχθούν παρόμοια περιστατικά.

“Το γεγονός αυτό δεν είχε προβλεφθεί” δήλωσε ο γενικός διευθυντής του CERN, Robert Aymar, “αλλά τώρα είμαι βέβαιος ότι μπορούμε να κάνουμε τις απαραίτητες επισκευές, να εξασφαλίσουμε ότι κάτι παρόμοιο δε θα συμβεί στο μέλλος και να προχωρήσουμε προς την επίτευξη των ερευνητικών μας στόχων.”

Ακολουθεί η περίληψη της αναφοράς…

Περίληψη της ανάλυσης του γεγονότος της 19ης Σεπτεμβρίου 2008

Στις 19 Σεπτεμβρίου 2008, κατά τη διάρκεια δοκιμών τροφοδοσίας του κύριου κυκλώματος διπόλων στον τομέα 3-4 του LHC, εμφανίστηκε μια βλάβη στην ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ ενός διπόλου και ενός τετραπόλου, με αποτέλεσμα μηχανικές βλάβες και απελευθέρωση ηλίου από το μαγνήτη στη σήραγγα. Επαρκείς διαδικασίες ασφαλείας ήταν σε εφαρμογή, τα συστήματα ασφαλείας λειτούργησαν κατά το αναμενόμενο και κανένας δεν τέθηκε σε κίνδυνο.

Μετά από μια περίοδο κατά την οποία η θερμοκρασία των μαγνητών αφέθηκε να ανέβει σε θερμοκρασία δωματίου, άρχισαν έρευνες και ένας αριθμός ξεκάθαρων ευρημάτων έχει στοιχειοθετηθεί. Οι έρευνες συνεχίζονται και τα πλήρη ευρήματα θα ανακοινωθούν σε μελλοντική ημερομηνία.

Α- Στην παρακάτω περίληψη, δίνεται μια σύντομη περιγραφή της αλυσίδας γεγονότων που συνέβησαν το μεσημέρι της 19ης Σεπτεμβρίου. Μια πιο λεπτομερής αναφορά είναι διαθέσιμη από εδώ.

  1. Κατά τη διάρκεια της αύξησης της έντασης του ρεύματος στο κύριο κύκλωμα διπόλων με ρυθμό 10 Α/δευτ., αναπτύχθηκε μια ζώνη αντίστασης που οδήγησε σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο σε μια τάση αντίστασης 1V στα 9kA. Το κύκλωμα τροφοδοσίας, αδυνατώντας να διατηρήσει το ρυθμό αύξησης, διέκοψε και άνοιξε ο διακόπτης απελευθέρωσης ενέργειας, τοποθετώντας αντιστάτες απόρριψης στο κύκλωμα για να προκληθεί ταχεία ελάττωση ρεύματος. Σε αυτή την αλυσίδα γεγονότων, το κύκλωμα ανίχνευσης quench, o εναλλάκτης ισχύος και τα κυκλώματα αποφόρτισης συμπεριφέρθηκαν κατά το αναμενόμενο. Πριν από αυτή την ταχεία αποφόρτιση, είναι βέβαιο ότι ένα quench του μαγνήτη δεν ξεκίνησε το όλο συμβάν. Κατά τη διάρκεια της αποφόρτισης, πολλά quench μαγνητών προκλήθηκαν αυτομάτως στον τομέα και το ήλιο από αυτούς ανακτήθηκε μέσω των αυτοενεργοποιούμενων βαλβίδων αποφόρτισης.
  2. Μέσα σε ένα δευτερόλεπτο, αναπτύχθηκε ηλεκτρικό τόξο τρυπώντας το δοχείο ηλίου και οδήγησε στην απελευθέρωση του ηλίου στο μονωτικό κενό του κρυοστάτη. Μετά από 3 και 4 δευτερόλεπτα, το κενό αέρος της δέσμης ελαττώθηκε στους σωλήνες 2 και 1 της δέσμης αντίστοιχα. Τότε, το μονωτικό κενό άρχισε να ελαττώνεται και στους 2 γειτονικούς υποτομείς.
  3. Οι δίσκοι αποφόρτισης της περίφραξης κενού άνοιξαν μόλις η πίεση υπερέβη την ατμοσφαιρική, απελευθερώνοντας ήλιο στη σήραγγα αλλά δεν κατάφεραν να διατηρήσουν την αύξηση της πίεσης κάτω από την τιμή των 0.15mPa στον κεντρικό υποτομέα, με αποτέλεσμα να έχουμε μεγάλες δυνάμεις πίεσης στα χωρίσματα κενού που διαχωρίζουν τον κεντρικό υποτομέα από τους γειτονικούς του.

Β – Μετά την αποκατάσταση του ρεύματος και λοιπών υπηρεσιών στη σήραγγα και την εξασφάλιση της μηχανικής σταθερότητας των μαγνητών, οι ομάδες διερεύνησης άνοιξαν τα περιβλήματα των κρυοστατών στις διασυνδέσεις μεταξύ των μαγνητών, ξεκινώντας από τον κεντρικό υποτομέα. Με αυτό τον τρόπο επιβεβαιώθηκε η τοποθεσία του ηλεκτρικού τόξου, φάνηκε η απουσία ηλεκτρικών και μηχανικών βλαβών σε γειτονικές διασυνδέσεις, αλλά φανέρωσε μόλυνση από σκόνη σαν καπνό η οποία και εξαπλώθηκε σε κάποια απόσταση στο εσωτερικό των σωλήνων της δέσμης. Επιπλέον, επέδειξε βλάβες στα πολλαπλά μονωτικά στρώματα των κρυοστατών. Οι δυνάμεις που αναπτύχθηκαν πάνω στα χωρίσματα κενού που βρίσκονται στα τετράπολα στο τέλος του υποτομέα ήταν τέτοιες που οι βάσεις των κρυοστατών έσπασαν τις συνδέσεις τους πάνω στο τσιμεντένιο πάτωμα και μετακινήθηκαν από τις αρχικές τους θέσεις με τις ηλεκτρικές και υδραυλικές συνδέσεις στο εσωτερικό των μαγνητών να τραβιούνται από της εσωτερικές τους βάσεις μέσα στους μετατοπισμένους κρυοστάτες. Η μετατόπιση των κρυοστατών των τετραπόλων προκάλεσε φθορές σε συνδέσεις διανομής του κρυογενικού δικτύου αλλά χωρίς να προκαλέσει ρήξη στο μονωτικό του κενό.

Γ – Ενώ εκκρεμούν περαιτέρω έρευνες στο εσωτερικό των κρυοστατών των διπόλων, έχει εξακριβωθεί ότι ο αριθμός των μαγνητών που χρειάζονται επισκευή είναι το πολύ 5 τετράπολα και 24 δίπλα από τους τρεις υποτομείς που είναι αναμεμειγμένοι. Είναι πιθανό όμως ότι περισσότεροι μαγνήτες θα πρέπει να αφαιρεθούν από τη σήραγγα για καθαρισμό και αντικατάσταση του μονωτικού υλικού. Εφεδρικοί μαγνήτες και εξαρτήματα υπάρχουν σε επαρκείς τύπους και ποσότητες για να επιτραπεί η αντικατάσταση των κατεστραμμένων κατά τη διάρκεια της επερχόμενης διακοπής λειτουργίας. Η έκταση της “μόλυνσης” στους σωλήνες κενού της δέσμης δεν έχει εξακριβωθεί ακόμα πλήρως, αλλά φαίνεται πως είναι περιορισμένη. Εξετάζεται η περίπτωση επί τόπου καθαρισμού για να διατηρηθεί ο αριθμός των μαγνητών που πρέπει να αφαιρεθεί στο ελάχιστο. Το σχέδιο αφαίρεσης/επανεγκατάστασης, μεταφοράς και επισκευής των μαγνητών στον τομέα 3-4 καθορίζεται και ενοποιείται με τις εργασίες συντήρησης που θα γίνουν κατά τη διάρκεια της χειμερινής διακοπής που θα έχουμε στο σύνολο των εγκαστάσεων του CERN. Το απαραίτητο ανθρώπινο δυναμικό έχει εξασφαλιστεί.

Δ – Μόλις ολοκληρωθούν όλες οι δυνατές επιθεωρήσεις, ανάλυση των γεγονότων θα οδηγήσει σε προτάσεις για μελλοντικές δράσεις προς αποφυγή επανάληψης παρόμοιων γεγονότων και ελαχιστοποίησης των επιπτώσεων σε περίπτωση που συμβεί. Αν και η αιτία της αύξησης της αντίστασης του συνδέσμου που προκάλεσε το αρχικό γεγονός δεν έχει εντοπιστεί ακόμα και γνωρίζοντας ότι δεν έχει συμβεί κάτι παρόμοιο στις δοκιμές όλων των υπόλοιπων τομέων και τις χιλιάδες των συνδέσεών τους, έχει αποφασιστεί ότι θα προστεθούν επιπλέον μετρήτες για την παροχή πρώιμων προειδοποιήσεων και δικλείδων ασφαλείας, θα γίνουν βελτιώσεις στα συστήματα αποφόρτισης πίεσης και θα σταθεροποιηθούν εξωτερικά οι κρυοστάτες των τετραπόλων με τα διαχωριστικά κενού προτού έχουμε εκ νέου τροφοδότηση του LHC σε μεγάλα ρεύματα.

Πρώτες εικόνες από το CMS

Ξέρω ότι έρχονται με μια μέρα καθυστέρηση αλλά η χτεσινή μέρα προφανώς δεν ήταν μια συνηθισμένη μέρα εδώ στο CERN… Από το προηγούμενο βράδυ (αργά την Τρίτη) μάλιστα το CMS είχε την τύχη να δει λίγη δέσμη αλλά όλοι φυσικά περίμεναν τη μεγάλη στιγμή της Τετάρτης.

Στις 9:30 το πρωί η πρώτη δέσμη ξεκίνησε την πορεία της φτάνοντας μέχρι το Point 3 του δακτυλίου του LHC.

Στις 9:50 το CMS βλέπει τα πρώτα γεγονότα! Σε αυτά η δέσμη πέφτει πάνω στους collimators και παράγει εντυπωσιακούς καταιγισμούς σωματιδίων…

Στις 10:20 η δέσμη πέρασε και από το ATLAS και στις 10:25 έκανε μια πλήρη περιστροφή!

Κάπου στις 2 το μεσημέρι είδαμε γεγονότα και από τη 2η δέσμη!

Στις 3 ολοκλήρωσε και αυτή μια πλήρη περιστροφή!

Μερικές ακόμα όμοφες πολύχρωμες εικόνες από χτές:

5:30…

Οι τελευταίες αναφορές κάπου στις 10:30 το βράδυ έλεγαν ότι οι τεχνικοί του LHC κατάφεραν να κυκλοφορήσουν τη δέσμη 300 φορές γύρω στο δακτύλιο! Μπορεί να ακούγεται απλό αλλά πιστέψτε με, δεν είναι…

CERN PRESS RELEASE – First beam in the LHC – accelerating science

First beam in the LHC – accelerating science

Geneva, 10 September 2008. The first beam in the Large Hadron Collider at CERN* was successfully steered around the full 27 kilometres of the world’s most powerful particle accelerator at 10:28 this morning. This historic event marks a key moment in the transition from over two decades of preparation to a new era of scientific discovery.

“It’s a fantastic moment,” said LHC project leader Lyn Evans, “we can now look forward to a new era of understanding about the origins and evolution of the universe.”

Starting up a major new particle accelerator takes much more than flipping a switch. Thousands of individual elements have to work in harmony, timings have to be synchronized to under a billionth of a second, and beams finer than a human hair have to be brought into head-on collision. Today’s success puts a tick next to the first of those steps, and over the next few weeks, as the LHC’s operators gain experience and confidence with the new machine, the machine’s acceleration systems will be brought into play, and the beams will be brought into collision to allow the research programme to begin.

Once colliding beams have been established, there will be a period of measurement and calibration for the LHC’s four major experiments, and new results could start to appear in around a year. Experiments at the LHC will allow physicists to complete a journey that started with Newton’s description of gravity. Gravity acts on mass, but so far science is unable to explain the mechanism that generates mass. Experiments at the LHC will provide the answer. LHC experiments will also try to probe the mysterious dark matter of the universe – visible matter seems to account for just 5% of what must exist, while about a quarter is believed to be dark matter. They will investigate the reason for nature’s preference for matter over antimatter, and they will probe matter as it existed at the very beginning of time.

“The LHC is a discovery machine,” said CERN Director General Robert Aymar, “its research programme has the potential to change our view of the Universe profoundly, continuing a tradition of human curiosity that’s as old as mankind itself.”

Tributes have been coming in from laboratories around the world that have contributed to today’s success.

“The completion of the LHC marks the start of a revolution in particle physics,” said Pier Oddone, Director of the US Fermilab. “We commend CERN and its member countries for creating the foundation for many nations to come together in this magnificent enterprise. We appreciate the support that DOE and NSF have provided throughout the LHC’s construction. We in the US are proud to have contributed to the accelerator and detectors at the LHC, together with thousands of colleagues around the world with whom we share this quest.”

“I congratulate you on the start-up of the Large Hadron Collider,” said Atsuto Suzuki, Director of Japan’s KEK laboratory, “This is a historical moment.”

“It has been a fascinating and rewarding experience for us,” said Vinod C. Sahni, Director of India’s Raja Ramanna Centre for Advanced Technology, “I extend our best wishes to CERN for a productive run with the LHC machine in the years to come.”

“As some might say: ‘One short trip for a proton, but one giant leap for mankind!’ TRIUMF, and indeed all of Canada, is delighted to bear witness to this amazing feat,” said Nigel S. Lockyer, Director of Canada’s TRIUMF laboratory. “Everyone has been involved but CERN is to be especially congratulated for bringing the world together to embark on such an incredible adventure.”

In a visit to CERN shortly before the LHC’s start-up United Nations Secretary General, Ban Ki-moon said: “I am very honored to visit CERN, an invaluable scientific institution and a shining example what international community can achieve through joint efforts and contribution. I convey my deepest admiration to all the scientists and wish them all the success for their research for peaceful development of scientific progress.”