Jdi na obsah Jdi na menu
 


Na LHC urýchľovači v Cerne aj SAV

16. 9. 2008

Na LHC urýchľovači v Cerne aj SAV

Najväčší urýchľovač sveta budovali aj fyzici z Ústavu experimentálnej fyziky SAV. Dnes je naplánovaný ostrý štart.

V Európskom laboratóriu pre časticovú fyziku CERN pri Ženeve je pripravený k uvedeniu do prevádzky najväčší urýchľovač sveta LHC (Large Hadron Collider). Svojím výkonom, intenzitou zväzkov a plánovanou energiou častíc, ako aj rozsahom vedeckého programu, predstavuje najväčší vedecký projekt všetkých čias. Po dosiahnutí projektovaných parametrov bude energia urýchlených častíc 7-krát vyššia a intenzita zväzkov častíc 30-krát väčšia ako na doterajších urýchľovačoch. Po dlhej dobe budovania (projekt bol schválený v decembri 1994) a vyriešení mnohých principiálnych technologických problémov ostrý štart LHC - prelet prvých zväzkov častíc celým 27 km dlhým podzemným tunelom urýchľovača - naplánovaný na dnes, stredu 10. septembra 2008.

LHC je najväčšia supravodivá aparatúra na svete – jej 1600 magnetov pracuje pri teplote 1.9 K, čo je -271 stupňov Celsia. Vedecký výskum na experimentálnych zariadeniach urýchľovača prispeje k hlbšiemu pochopeniu toho, ako je náš svet usporiadaný na základnej úrovni, a tiež toho, ako sa vyvíjal náš vesmír v prvých okamihoch po svojom vzniku.

Na budovaní dvoch detektorových komplexov - ATLAS a ALICE - sa úspešne podieľajú aj skupiny fyzikov a inžinierov z Ústavu experimentálnej fyziky SAV v Košiciach.

ATLAS je mohutný a zložitý súbor detektorov usporiadaných do tvaru valca s priemerom 25 m a dĺžkou 45m, ktorý je uložený v podzemnej hale cca 100 m pod úrovňou terénu. Výskumný program ATLASu je orientovaný na časticovú fyziku. Jednou z kľúčových otázok, na ktorú môže experiment odpovedať, je existencia chýbajúceho prvku súčasného modelu interakcie častíc – tzv. Higgsovej častice. Košickí vedci a inžinieri v pracovnej skupine doc. RNDr. Dušana Bruncka, CSc. sa sústredili na príspevok ku kalorimetrickému detektoru, v ktorom sa merajú energie častíc. Významným dielom prispeli do elektronickej kalibrácie kalorimetra na báze kvapalného argónu od návrhu a vývoja až po implementáciu kalibračných procedúr do zložitého systému detektora. V spolupráci so zahraničnými pracoviskami vyvinuli špeciálne veľmi rýchle elektronické zosilňovače, ktoré pracujú pri teplote kvapalného argónu a slúžia k snímaniu signálov z kalorimetra. Košická skupina prispela aj dodávkami komponentov detektora a podieľala sa na inštalácii aparatúry pod zemou.

ALICE je o niečo menší, ale technologicky rovnako náročný detektor, ktorého hlavným cieľom je štúdium interakcií ťažkých iónov pri rekordných energiách a tiež niektorých charakteristík protónových zrážok. Pôjde najmä o detailné preskúmanie nového stavu jadrovej hmoty, tzv. kvarkovo-gluónovej plazmy, k objavu ktorého košickí fyzici prispeli v experimentoch na urýchľovači SPS v CERN. Významné je, že podmienky vzniku plazmy na LHC budú veľmi blízke tým, ktoré boli v ranom štádiu vývoja Vesmíru niekoľko mikrosekúnd po tzv. Veľkom tresku. Košická skupina pracovníkov Ústavu experimentálnej fyziky SAV a Prírodovedeckej fakulty UPJŠ pod vedením RNDr. Ladislava Šándora, CSc. prispela k ALICE návrhom a realizáciou moderného elektronického systému na vyčítavanie a kontrolu informácie z kremíkového pixelového detektora na meranie súradníc dráh jednotlivých častíc, ktorý má 10 miliónov detekčných elementov. Okrem toho participujú na vývoji a prevádzke centrálneho riadiaceho a spúšťacieho systému detektora, tzv. triggera.Vyvinuli rad softwérových prostriedkov pre systém triggera a sú zodpovední aj za komplikované simulácie a výpočty radiačnej situácie v detektore ALICE.

Unikátny výskumný program ALICE a ATLAS, naplánovaný na viac ako 10 rokov, je jedným zo špičkových vedeckých programov súčasnosti. Súčasné aktivity fyzikov SAV, participujúcich na programe LHC, sa koncentrujú na prípravu náročných prostriedkov na analýzu obrovských kvánt údajov (niekoľko Pbyte za rok), ktoré budú experimenty LHC produkovať. Za týmto účelom sa buduje na ÚEF SAV aj výkonná počítačová farma pracujúca v celosvetovej sieti GRID pre spracovanie a analýzu dát z LHC.