Polacy na pomoc Wielkiemu Zderzaczowi Hadronów

Porozumienie ramowe o współpracy IPJ i Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN przy modernizacji akceleratorów podpisano w piątek w Genewie. Poza tym, podpisano pierwszą umowę szczegółową, która przewiduje, że do połowy 2012 r. IPJ dostarczy do CERN 12 przyspieszających wnęk rezonansowych typu PIMS dla akceleratora Linac4.

"Linac4 będzie stanowił pierwszy stopień przyspieszania protonów w największym na świecie kompleksie akceleratorów cząstek elementarnych, w którego skład wchodzi także dwudziestosiedmiokilometrowy Wielki Zderzacz Hadronów LHC" - wyjaśnił dr Pawłowski.

Zaznaczył, że wnęki typu PIMS różnią się szczegółami kształtu od innych struktur przyspieszających stosowanych w akceleratorach. Wnęki tego typu były stosowane do tej pory jedynie do przyspieszania elektronów. W akceleratorze Linac4po raz pierwszy będą użyte do rozpędzania protonów.

Rzecznik IPJ wyjaśnił, że pojedyncza struktura przyspieszająca typu PIMS to rura powstała z połączenia siedmiu niesłychanie precyzyjnie wykonanych wnęk.

"Pusta przestrzeń wewnętrzna połączonej struktury przypomina kształtem siedmioczłonową dżdżownicę o bardzo głębokich przewężeniach pomiędzy członami. Wewnątrz będzie drgać pole elektromagnetyczne z częstotliwością kilkuset milionów razy na sekundę. Kształt wnęk i częstotliwość drgań pola są tak dobrane, by stale popychać przebiegające wewnątrz struktury cząstki zgrupowane w +paczki+" - tłumaczył.

Wielki Zderzacz Hadronów to najpotężniejsze urządzenie badawcze na Ziemi. Działa od listopada 2009 roku i nieustannie trwają prace nad zwiększeniem jego energii i wydajności. Docelowo będą zderzać się w nim protony z częstotliwością nawet miliarda zderzeń na sekundę. Energia pojedynczego zderzenia dwóch protonów będzie tak wielka, że mogłaby być zamieniona na masę 14 tys. nowych protonów.

Jednak - jak podkreślił rzecznik IPJ - naukowcy poszukują wśród produktów zderzeń nie protonów, ale zupełnie nowych, nieznanych dotąd cząstek. Ich znalezienie i zbadanie pozwoli lepiej rozumieć prawa przyrody, wyjaśnić jak przebiegała ewolucja wszechświata i z jakiej materii jest on zbudowany dzisiaj. "Modernizacja kompleksu akceleratorów ma pozwolić na to, by zderzenia były jeszcze częstsze, a ich energie jeszcze większe. Zwiększy to szanse na nowe odkrycia" - tłumaczył dr Pawłowski.

Zanim protony trafią do 27-kilometrowego pierścienia LHC, są wstępnie przyspieszane przez kilka mniejszych akceleratorów. Na początku są one zwykłymi jądrami wodoru przechowywanymi w butli przypominającej gaśnicę. Z niej, porcjami, co kilka godzin, wpuszczane są do pierwszego urządzenia przyspieszającego - akceleratora liniowego.

"Obecnie jest to Linac2 pochodzący z końca lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku - poinformował dyrektor Zakładu Aparatury Jądrowej IPJ dr Paweł Krawczyk. - CERN zamierza zastąpić go bardziej wydajnym akceleratorem Linac4. Podjęliśmy się zbudowania dla niego dwunastu końcowych struktur przyspieszających".