Το LHC Θα Λειτουργήσει Στα 7 TeV Το 2011 Και Το 2012

Την περασμένη εβδομάδα έλαβε χώρα ένα συνέδριο στο  Chamonix για να συζητηθούν λεπτομερώς τα σχέδια για το άμεσο μέλλον του  Large Hadron Collider, και για να πάρουν μία απόφαση συγκεκριμένα για τα σχέδια του 2012.

Προηγουμένως για το 2012 είχε προβλευτεί μία διακοπή μεγάλης διάρκειας, για να ενισχύσουν την εγκατάσταση του LHC με συστήματα που θα αποκλείσουν ενδεχόμενα ατυχήματα στο μέλλον όπως εκείνο που συνέβηκε το Σεπτέμβριο του 2008. Η πιθανότητα πως το  ATLAS και το CMS θα λάμβαναν μόνο περίπου ένα αντίστροφο  femtobarn συγκρούσεων πρωτονίων-πρωτονίων το 2011, και μετά θα παρέμεναν στάσιμα εώς το τέλος του 2013, ήταν αρκετά απογοητευτική για τα πειράματα. Σε αυτή τη περίπτωση το ATLAS και το CMS θα είχαν μία σημαντική πιθανότητα να χάσουν την ανακάλυψη του  μποζονίου Higgs με τα ανεπαρκή δεδομένα, και να είναι καταδικασμένα να μείνουν στην άκρη ενώ το  Tevatron, τρέχοντας με ολόκληρή του τηδύναμη, θα συνεχίζει να πλησιάζει στις πρώτες ενδείξεις του άπιαστου μποζονίου.

Κάτι τέτοιο δεν είναι πια δυνατό, για δύο λόγους.

Πρώτα πρώτα ακούστηκαν τα νέα πως το Tevatron επιτέλους θα κλείσει για πάντα στο τέλος του 2011, μετά από μία θαυμάσια καριέρα 25 ετών. Αυτό σημαίνει πως το CDF και το DZERO πειράματα δεν θα μπορέσουν να παρατηρήσουν μία πρώτη νύξη του  Higgs, ακόμα και στην καλύτερη περίπτωση. Σημειώστε πως παρόλ΄ αυτά που γνωρίζουν ήδη όλοι σήμερα -δηλαδή πως ένα Higgs μποζόνιο μιας ελαφρυάς μάζας είναι πιο δύσκολο να ανακαλυφτεί  στο LHC από ότι στο Tevatron- ακόμα και για τα πειράματα στο Tevatron οι πιο εύκολες μάζες του Στάνταρ Μοντέλου  Higgs είναι 165 GeV, όπως συμβαίνει στο LHC. Αυτό οφείλεται στη καθαρή και συνεχή διάσπαση του Higgs σε ένα ζευγάρι W μποζονίων,  που έχει την υψηλότερη συχνότητα όταν ή μάζα του Higgs είναι μόλις πάνω από το διπλάσιο της μάζας του W.

10 αντίστροφα femtobarns ανά πείραμα θα μπορούσαν να είχαν αρκέσει στα δυο πειράματα του  Tevatron να λάβουν μία 3σ ένδειξη για ένα 165 GeV Higgs, αλλά το πρόβλημα είναι πως εκείνη η μάζα έχει ήδη αποκλειστεί, στο 95% εμπιστευτικό επίπεδο, από την ανάλυση των πρώτων 6 αντιστρόφων δεδομένων που συλλέχτηκαν. Αυτό σημαίνει πως τα νεότερα δεδομένα που δεν αναλύθηκαν ακόμα πρέπει πρώτα να γεμίζουν το κενό του σήματος των προηγούμενων δεδομένων, πριν να ληφθεί μία σημαντική  ένδειξη με τα συνολικά δεδομένα. Αυτό φαίνεται απίθανο.

7 TeV, μερικά αντίστροφα femtobarns

Τώρα, η δέυτερη είδηση -αυτή που θα αναφέρω σήμερα- είναι πως το LHC θα συνεχίσει να λειτουργεί κατά τη διάρκεια του 2012, αυξάνοντας όσο το δυνατό περισσότερο τη στιγμίαια φωτεινότητα των δεσμών. Αυτό σημαίνει πως ενώ στο τέλος του 2011 το CMS και το ATLAS  θα μπορούσαν να έχουν μόνο ένα αντίστροφο femtobarn συγκρούσεων με το οποίο να παίζουν, στο τέλος του 2012 είναι λογικό να περιμένουμε τουλάχιστον πέντε φορές περισσότερα δεδομένα. Και αυτό, τελικά, θα επιτρέψει τα   πειράματα του CERN να βρούν το Higgs.

Αυτό το συμπέρασμα προέρχεται από μια νέα ανάλυση που παρήχθη στα πειράματα του LHC για το συνέδριο στο Chamonix. Σημειώστε πως πριν από το συνέδριο εκείνο όλοι ήταν σίγουροι πως η απόφαση θα ήταν να λειτουργήσει στην υψηλότερη ενέργεια των 8 TeV, δηλ. 4 TeV ανά δέσμη. Η πιο προσεκτική απόφαση που λήφθηκε την προηγούμενη εβδομάδα μπορεί να απογοητεύσει κάποιους  -στα 7 TeV πολλά νέα φυσικά σενάρια προβλέπουν σημαντικά χαμηλότερες συχνότητες παραγωγής και γι’αυτό είναι δυσκολότερα να ανακαλυπτούν- αλλά αυτή είναι μία σοφή επιλογή από τη διαχείριση, κατά τη γνόμη μου.

Το θέμα αυτό ξεκαθαρίστηκε από τον Myers στην περιληπτική ομιλία. Η περίπτωση ενός νέου ατύχηματος παρόμοιο με αυτό που συνέβη το Σεπτέμβριο 2008 δεν είναι μηδενική: αυξάνεται με το χρόνο, και αυξάνεται ακόμα πιο γρήγορα με την ενέργεια των δεσμών. Αυτό οφείλεται στο ότι μία μεγαλύτερη ενέργεια δεσμών απαιτεί υψηλότερα ρεύματα στους δίπολους μαγνήτες, και αυτά αυξάνουν την πιθανότητα της καταστολής τους -η προϋπόθεση μιάς πιθανής πτώσης της αντίστασης σαν εκείνη που προκάλεσε την έκρηξη τον 9/2008.

Για την λειτουργεία στα 7 TeV, οι πιθανότητες ενός ατυχήματος φαινονται να είναι μηδαμινές, αλλά για την λειτουργεία στα 8 TeV δεν είναι έτσι πια, παρολο που παραμένουν πολύ μικρές. Ένα νέο ατύχημα δεν θα προκαλούσε τόση ζημιά όσο το προηγούμενο, αλλά θα προκαλούσε σε κάθε περίπτωση μία διακοπή 8/10 μηνών, και περισσότερο μια σημαντική, απαράδεκτη δισφήμησης του CERN. Η ανάλυση του ρίσκου εκτίμησε το ρίσκο ως «μέτριο», και οι απολαβές της ανώτερης φτασμένης φυσικής βρέθηκε να είναι ανεπαρκής να αποδείξουν μία τέτοια δράση.


About qdsgreek

Greek version of "A Quantum Diaries Survivor" blog
This entry was posted in LHC. Bookmark the permalink.

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s