Un nuovo acceleratore lineare per Lhc / A new linear accelerator for Lhc

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa /  Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Linac4, questo il nome dell’apparecchio, è stato inaugurato ieri al Cern di Ginevra. Entrerà in azione dal 2021, potenziando di cinque volte la luminosità dei fasci di protoni di Lhc e decuplicando la quantità di dati che verranno raccolti.

Adroni esotici, gluoni, quark, pentaquark e tetraquark. E ovviamente lui, il bosone di Higgs, che ha confermato (per ora) le teorie del modello standard della fisica. È il bottino del primo ciclo di esperimenti del Large hadron collider, il super acceleratore di particelle del Cern di Ginevra. Oggi il complesso è impegnato nel suo secondo ciclo di collisioni, iniziato nel 2015 dopo un upgrade dei sistemi che promette nuovi misurazioni, sempre più precise, delle particelle già osservate e indagini di fenomeni fisici ancora inesplorati. Al Cern insomma si lavora già a pieno ritmo per produrre i risultati dei prossimi anni, ma tecnici e ricercatori di Ginevra trovano anche il tempo per guardare più avanti: proprio ieri infatti è stato inaugurato Linac4, il nuovo acceleratore lineare destinato a potenziare i sistemi di Lhc a partire dal 2021.

Oggi al suo posto è in funzione Linac2, un acceleratore lineare costruito nel 1978 e capace di proiettare protoni a una potenza di 50 mev (mega elettronvolt).

È da qui che hanno inizio tutti gli esperimenti di Lhc: i protoni accelerati da Lina2 vengono invitati al Proton Synchrotron Booster, da qui passano al Proton Synchrotron e poi al Super Proton Synchrotron. Al termine della corsa i protoni avranno raggiunto una potenza pari a 450 gev (giga elettronvolt), pronti per essere inviati ai tubi circolari di Lhc, dove la potenza dei protoni sale fino a 6,5 tev (tera elettronvolt), prima che le particelle vengano fatte collidere all’interno dei sei rivelatori di particelle (Atlas, Alice, Cms, Totem, Lhcf e Lhcb) della struttura.

Attualmente le collisioni prodotte da Lhc hanno raggiunto la potenza di 13 tev, prossima ai 14 tev che rappresentano il limite di progettazione dell’acceleratore. Per questo, il prossimo upgrade non punterà tanto ad aumentare la potenza dei protoni, quanto la luminosità dei fasci, ovvero la quantità di particelle che vengono fatte collidere in un dato arco di tempo. E il Linac4 è parte integrante di questo progetto: il nuovo acceleratore sarà in grado di sparare particelle a 160 mev, tre volte più potenti di quelle di Linac 2. Questa e altre migliorie permetteranno al nuovo Lhc di raggiungere una luminosità cinque volte superiore a quella attuale, e di raccogliere nel prossimo ciclo di esperimenti, previsto tra il 2025 e il 2035, un numero di dati 10 volte maggiore rispetto a quello attuale.

La cerimonia di inaugurazione ufficiale di Linac4 si è tenuta ieri al Cern, ma per i prossimi anni l’apparecchio (lungo quasi 90 metri e situato a 12 metri di profondità) continuerà ad essere testato e ottimizzato. In attesa del prossimo shut down tecnico previsto per il 2019, quando Linac4 sarà infine collegato all’Lhc, per produrre infine le prime collisioni ad alta luminosità nel 2021.

ENGLISH

Linac4, the name of the device, was inaugurated yesterday at the Cern Geneva. It will enter into operation by 2021, by boosting the brightness of Lhc protons bundles five times and decamultiplying the amount of data that will be harvested.

Exotic goons, gluons, quarks, pentaquarks and tetraquarks. And of course he, the Higgs boson, who has confirmed (for now) the theories of the standard model of physics. It is the booty of the first experiment cycle of the Large Hadron Collider, the super particle accelerator of Geneva Cern. Today, the complex is engaged in its second collision cycle, which began in 2015 after an upgrade of systems that promises newer, more accurate measurements of already observed particles and investigations of unplanned physical phenomena. Cern is already working at full speed to produce the results of the next few years, but Geneva's technicians and researchers also find time to look further: Linac4, the new linear accelerator designed to boost the Lhc from 2021.

Today Linac2, a linear accelerator built in 1978, is in use and capable of projecting protons at a power of 50 mev (mega electron volts).

This is where all Lhc experiments start up: Lina2 accelerated protons are invited to the Proton Synchrotron Booster, hence passing to Proton Synchrotron and then to Super Proton Synchrotron. At the end of the stroke, the protons will have reached 450 gev (giga electron volts), ready to be sent to the circular tubes of Lhc, where the power of protons rises up to 6.5 tev (electron tera) before the particles They are collided within the six particle detectors (Atlas, Alice, Cms, Totem, Lhcf and Lhcb) of the structure.

At present, the collisions produced by Lhc have reached the power of 13 tev, close to 14 tev which represent the design limit of the accelerator. For this reason, the upcoming upgrade will not push so much to increase the power of the protons as the brightness of the beams, or a number of particles that are being collided over a given time span. And the Linac4 is an integral part of this project: the new accelerator will be able to fire particles at 160 mev, three times as powerful as Linac 2. This and other improvements will allow the new Lhc to reach a brightness five times higher than that Current, and to collect in the next cycle of experiments, expected between 2025 and 2035, a data number 10 times greater than the current one.

The Linac4 official inauguration ceremony was held yesterday at Cern, but for the next few years, the device (about 90 meters long and 12 meters deep) will continue to be tested and optimized. Pending the next shutdown for 2019, when Linac4 will eventually be connected to Lhc, to eventually produce the first high-brightness collisions in 2021.

Da:

https://www.wired.it/scienza/lab/2017/05/10/nuovo-acceleratore-lineare-lhc/