加速器レポート: 挫折を乗り越え、LHC が発光の輝きを回復すると反陽子が戻る

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2023 年 6 月 6 日

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レンデ・シュテーレンバーグ著

5月10日に発表された加速器報告書は、2023年の反陽子物理学の実験が、反陽子減速器（AD）の射出領域の磁石の破損により、当初予定されていた172日ではなく122日に短縮されたことにより50日遅れたことを強調した。 その結果、AD のビーム試運転は 6 月 12 日に開始され、AD-ELENA 実験への反陽子の供給は 6 月 30 日に開始される予定でした。

多くの専門家の懸命の努力を受けて、AD 運用チームは 6 月 1 日金曜日の 11 時 58 分に、予定より 12 日早く、AD 注入キッカーの専門家からゴーサインを受け取りました。AD リングにビームを再度注入できるという信号が送信されました。ビームの試運転の開始。 AD 運用チームと機器の専門家は、物理学の開始を前倒しするために、AD ビームの試運転に集中するために活動のスケジュールを変更し、物理学の損失日数を 50 日から約 40 日に短縮しました。これはもちろん大歓迎です。 AD-ELENA 実験ユーザーは、低エネルギー反陽子の実験を心待ちにしています。

LHC インジェクター チェーンの残りの部分は、LHC と固定ターゲットの実験で順調に動作しています。 しかし、LHCはATLAS実験（ポイント1）の近くにある機械セクションの高周波（RF）フィンガーモジュールを先週交換したため、輝度生成が一時的に低下した。

5月25日木曜日の夕方、2回連続の充填で加速中にLHCビームが投下された。 両方のビームダンプは、ポイント 1 の左側にある遅い局所損失* によって引き起こされました。X 線イメージング調査とビーム損失研究により、暖かいセクションにある RF フィンガーモジュールの 1 つが加熱またはアーク放電しており、内部の真空度が低下しているという結論に至りました。その領域で遅い局所ビーム損失が発生します。 光度の生成は中断され、聖霊降臨祭の長い週末の間に、さまざまなチームが LHC トンネルに介入して RF フィンガー モジュールを交換しました (その後の真空ポンプによる)。 すでに5月30日火曜日の午前中に、真空状態をチェックするためにビームが注入および循環されていました。 夕方には、ビームあたりわずか 700 バンチによる最初のフィル、続いて 1200 バンチによる 2 回目のフィルが物理処理に使用され、同時に新しく設置された RF フィンガー モジュールの領域の調整も行われました。 翌日、強度は 2400 バンチまで増加し、第 2 段階では、バンチあたりの強度が 1.3x1011 陽子から 1.6x1011 陽子に増加しました。

さらなる通知があり、RF フィンガー モジュールの障害の原因がより深く理解されるまで、バンチの強度はバンチあたり 1.6x1011 個の陽子に制限されます。 今では、LHC は再びデフォルトの 2400 バンチ充填スキームで、バンチあたり 1.55x1011 個の陽子で充填され、1 日あたり 1 fb-1 近くを生成します。 私が書いている時点では、ATLAS と CMS の統合光度はそれぞれ 16 fb-1 で、目標値より約 5 fb-1 下回っていますが、追いつきつつあります。

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* 「遅い局所損失」は、劣化した真空中でガス分子と相互作用するときに、一部のビーム粒子がリングの特定の部分で失われるときに発生します。 このプロセスには、ビームをダンプするしきい値に達するまでに時間がかかります。