CERN počeo da rastavlja LHC: Najveći akcelerator ulazi u višegodišnju nadogradnju
CERN je počeo jedan od najsloženijih zahvata u istoriji Velikog hadronskog sudarača (LHC): demontažu delova akceleratora oko eksperimenata ATLAS i CMS. Iako vest na prvi pogled može da zvuči kao da se čuveni 27-kilometarski sudarač „rastavlja“, LHC ne odlazi u penziju. Naprotiv, postojeća mašina se tokom višegodišnjeg remonta priprema za svoju snažniju fazu — High-Luminosity LHC, odnosno HiLumi LHC.
Radovi su deo trećeg velikog tehničkog zastoja, poznatog kao Long Shutdown 3 (LS3), koji je počeo tokom leta 2026. godine. Tokom ovog perioda CERN će zameniti i unaprediti veliki broj ključnih sistema, dok će paralelno i detektori ATLAS i CMS dobiti opremu potrebnu za mnogo veći broj sudara i znatno veće količine podataka.
Šta CERN zapravo rastavlja?
Jedan od najvažnijih poslova odvija se sa obe strane detektora ATLAS i CMS, gde se nalaze magneti koji neposredno pre tačke sudara veoma precizno „sabijaju“ snopove protona. Među njima su takozvani unutrašnji tripleti — sistemi četvoropolnih magneta čiji je zadatak da fokusiraju snopove pre nego što se oni ukrste unutar eksperimenta.
Što su snopovi uži u tački ukrštanja, veća je verovatnoća da će protoni međusobno reagovati. U jeziku akceleratorske fizike to znači veću luminoznost: više potencijalnih sudara u jedinici vremena, a samim tim i više podataka za fizičare.
CERN navodi da su timovi od 7. septembra počeli da demontiraju sekcije mašine sa obe strane ATLAS-a i CMS-a kako bi uklonili ukupno 28 superprovodnih magneta koji treba da budu zamenjeni. Postojeći unutrašnji tripleti potiču iz perioda izgradnje LHC-a i ugrađivani su između 2005. i 2007. godine.
Novi magneti koriste niobijum-kalaj i dostižu 11,3 tesle
Aktuelni magneti zasnivaju se na superprovodnicima od niobijum-titanijuma. Njihovi naslednici koriste zahtevniju tehnologiju sa namotajima od niobijum-kalaja (Nb3Sn), koja omogućava znatno jače magnetno polje.
Ne propustite ovo
Novi HiLumi četvoropolni magneti projektovani su za polje do oko 11,3 tesle, približno 40 odsto više od postojećih magneta koje zamenjuju. Tokom testiranja u CERN-ovom Inner Triplet String postrojenju nova generacija je u julu 2026. dostigla nominalnu radnu struju od 16.230 ampera, što je bio jedan od ključnih koraka pre ugradnje u pravi akcelerator.
Prvi novi četvoropolni magnet trebalo bi da stigne u LHC tunel početkom 2029. godine. CERN planira ugradnju 16 kriostata i 28 kriogenih sklopova u ovom delu projekta, pa se ne radi o jednostavnoj zameni „starog za novo“, već o rekonstrukciji čitavih sekcija akceleratora sa pratećim napajanjem, hlađenjem, zaštitom i kontrolnim sistemima.
Više sudara, a ne jednostavno „veća energija“
Važna razlika često se izgubi u kraćim vestima: glavna svrha High-Luminosity LHC projekta nije samo da LHC radi na većoj energiji, već da tokom svog radnog veka proizvede mnogo više korisnih sudara.
CERN-ov cilj je da HiLumi LHC ostvari trenutnu luminoznost oko pet do 7,5 puta veću od nominalne vrednosti originalnog LHC dizajna i da ukupnu, integrisanu luminoznost podigne približno deset puta iznad prvobitno projektovane. Drugim rečima, eksperimenti će tokom godina prikupiti znatno veći statistički uzorak.
To je posebno važno za proučavanje veoma retkih procesa. Što je više sudara, veća je šansa da se pojavi događaj koji se dešava izuzetno retko i da fizičari imaju dovoljno podataka da razlikuju pravi signal od statističke slučajnosti.
Zašto su ATLAS i CMS u centru nadogradnje?
Novi unutrašnji tripleti biće ugrađeni oko ATLAS-a i CMS-a, dva velika eksperimenta namenjena širokom spektru istraživanja u fizici čestica. Upravo njima je potreban veliki rast trenutne luminoznosti kako bi u narednoj fazi mogli preciznije da mere osobine Higgsovog bozona, traže izuzetno retke raspade i proveravaju da li se u ogromnom skupu podataka pojavljuju odstupanja od Standardnog modela.
Ne propustite ovo
ALICE i LHCb imaju drugačije naučne programe i režime rada. Njihovi postojeći unutrašnji tripleti zato neće biti zamenjeni istim novim sistemom kao kod ATLAS-a i CMS-a, mada će i ti delovi akceleratora biti unapređeni kako bi eksperimenti mogli da iskoriste poboljšanja ostatka mašine.
Kada se LHC ponovo uključuje?
LS3 je mnogo više od pauze za servis. CERN ga opisuje kao period transformacije LHC-a u High-Luminosity LHC, a veliki instalacioni radovi trajaće do približno sredine 2030. godine, kada bi nova faza rada trebalo da počne.
Pre demontaže, hiljade tona kriogene opreme morale su da budu postepeno zagrejane sa temperature blizu apsolutne nule do sobne temperature. Tek tada je bezbedno moguće otvarati sekcije akceleratora, prekidati postojeće veze i uklanjati magnete koji su gotovo dve decenije bili deo mašine.
Zato je preciznije reći da CERN trenutno rastavlja delove LHC-a kako bi ga ponovo izgradio u naprednijoj konfiguraciji. Kada se HiLumi LHC vrati u rad, fizičari neće dobiti potpuno novi akcelerator, već duboko modernizovanu verziju postojeće mašine, projektovanu da iz svakog perioda rada izvuče višestruko više naučnih podataka.
Šta to znači za buduća otkrića?
Veća količina podataka sama po sebi ne garantuje novu česticu ili revoluciju u fizici. Međutim, omogućava daleko preciznija merenja i daje istraživačima mnogo bolju šansu da uoče retke pojave koje bi u manjem uzorku ostale nevidljive.
HiLumi LHC će zato biti posebno važan za detaljno proučavanje Higgsovog bozona, proveru njegovih interakcija sa drugim česticama i potragu za pojavama koje ne može u potpunosti da objasni Standardni model. Upravo zbog toga današnje „rastavljanje“ LHC-a zapravo označava početak njegove sledeće velike naučne faze.
