Large Hadron Collider (LHC) กำลังเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานอย่างมาก น่าเสียดายที่สำหรับแฟน ๆ ของฟิสิกส์พื้นดินสิ่งทั้งหมดจะต้องปิดตัวลงเป็นเวลาสองปีในขณะที่งานเสร็จ แต่เมื่อสำรองและทำงานแล้วความสามารถที่ได้รับการปรับปรุงจะทำให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น
สาระสำคัญของ Large Hadron Collider คือการเร่งอนุภาคแล้วนำพวกมันไปชนกันในห้อง กล้องและอุปกรณ์ตรวจจับได้รับการฝึกฝนเกี่ยวกับการชนเหล่านี้และผลลัพธ์จะได้รับการตรวจสอบในรายละเอียดแบบนาที ทุกอย่างเกี่ยวกับการค้นพบอนุภาคใหม่และปฏิกิริยาใหม่ระหว่างอนุภาคและดูว่าอนุภาคสลายตัวอย่างไร
การปิดเครื่องนี้เรียกว่า Long Shutdown 2 (LS2.) การปิดเครื่องครั้งแรกคือ LS1 และเกิดขึ้นระหว่างปี 2013 ถึงปี 2015 ในระหว่าง LS1 พลังของ collider ได้รับการปรับปรุงและความสามารถในการตรวจจับของมัน จะเกิดขึ้นเช่นเดียวกันในระหว่าง LS2 เมื่อวิศวกรจะเสริมกำลังและอัพเกรดคอมเพล็กซ์คันเร่งทั้งหมดและเครื่องตรวจจับ งานกำลังเตรียมการสำหรับการวิ่ง LHC ครั้งต่อไปซึ่งจะเริ่มในปี 2564 นอกจากนี้ยังเตรียมความพร้อมสำหรับโครงการที่เรียกว่าโครงการ High-Luminosity LHC (HL-LHC) ซึ่งเริ่มในปี 2568
การทดสอบที่ดำเนินการระหว่าง LS1 และ LS2 เรียกว่าการทดสอบครั้งที่สองและเริ่มขึ้นในปี 2015 ถึงปี 2018 การทดสอบนั้นให้ผลลัพธ์ที่น่าประทับใจและยังมีข้อมูลอีกมากที่ต้องดำเนินการ ตามที่เซิร์นระบุว่าการผลิตครั้งที่สองนั้นมีการชนกันของโปรตอน - โปรตอนจำนวน 16 ล้านล้านครั้งที่พลังงาน 13 TeV (tera-electron volts) และชุดข้อมูลขนาดใหญ่สำหรับการชนกันของตะกั่ว - ตะกั่วที่พลังงาน 5.02 TeV ซึ่งหมายความว่าเทียบเท่า 1,000 ปีของการสตรีมวิดีโอ 24 ชั่วโมงตลอด 24 ชั่วโมงที่เก็บไว้ในที่เก็บข้อมูลของ CERN
“ การทำงานของ LHC ครั้งที่สองนั้นน่าประทับใจ…” - Frédérick Bordry, CERN Director สำหรับตัวเร่งความเร็วและเทคโนโลยี
แคชขนาดใหญ่ของข้อมูลจากการทดสอบในช่วงระยะที่สองของ LHC ทำให้ข้อมูลจากการทดลองครั้งแรกและทั้งหมดนี้เป็นเพราะระดับพลังงานของ collider นั้นเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเป็น 13 TeV มันยากขึ้นเรื่อย ๆ ในการเพิ่มระดับพลังงานของ collider และการปิดเครื่องครั้งที่สองนี้จะเห็นพลังงานที่เพิ่มขึ้นจาก 13 TeV เป็น 14 TeV
“ การใช้งาน LHC ครั้งที่สองนั้นน่าประทับใจเพราะเราสามารถส่งมอบได้มากกว่าเป้าหมายและความคาดหวังของเราโดยผลิตข้อมูลได้มากกว่าครั้งที่ห้าในช่วงแรกที่พลังงาน 13 เท่าตัวเป็นประวัติการณ์ที่ 13 TeV” Frédérick Bordry ผู้อำนวยการ CERN กล่าว และเทคโนโลยี “ ด้วยการปิดตัวที่สองเป็นเวลานานนี้เราจะเตรียมเครื่องสำหรับการชนที่มากขึ้นในพลังงานการออกแบบที่ 14 TeV”
ทุกๆการวัด LHC ประสบความสำเร็จ เป็นเวลาหลายทศวรรษที่การดำรงอยู่ของฮิกส์โบซอนและฮิกส์เป็นคำถามสำคัญในวิชาฟิสิกส์ แต่เทคโนโลยีและวิศวกรรมจำเป็นต้องสร้างคอลไลเดอร์ที่มีพลังมากพอที่จะพบว่ามันไม่สามารถใช้ได้ การก่อสร้าง LHC ทำให้การค้นพบ Higgs boson เป็นไปได้ในปี 2012
“ Higgs boson เป็นอนุภาคพิเศษ…” - Fabiola Gianotti ผู้อำนวยการเซิร์น
“ นอกเหนือจากผลลัพธ์ที่สวยงามอื่น ๆ อีกมากมายในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการทดลอง LHC มีความก้าวหน้าอย่างมากในการทำความเข้าใจคุณสมบัติของ Higgs boson” Fabiola Gianotti ผู้อำนวยการเซิร์นเสริม “ Higgs boson เป็นอนุภาคพิเศษแตกต่างจากอนุภาคพื้นฐานอื่น ๆ ที่สังเกตได้ คุณสมบัติของมันอาจทำให้เรามีข้อบ่งชี้ที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับฟิสิกส์เกินกว่ารุ่นมาตรฐาน”
การค้นพบ Higgs boson ที่มีทฤษฎีมายาวนานนั้นเป็นความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ของ LHC แต่ไม่ใช่เพียงความสำเร็จเพียงอย่างเดียว หลายส่วนของ Standard Model of Physics นั้นยากที่จะทดสอบก่อนที่ LHC จะถูกสร้างขึ้น มีการตีพิมพ์บทความทางวิทยาศาสตร์หลายร้อยเรื่องเกี่ยวกับผลลัพธ์จาก LHC และมีการค้นพบอนุภาคใหม่บางส่วนรวมถึง pentaquarks ที่แปลกใหม่และอนุภาคใหม่ที่มีควาร์กหนักสองตัวชื่อว่า“ Xicc ++”
หลังจากการอัพเกรดใน LS2 การวิ่งครั้งที่สามจะเริ่มขึ้น หนึ่งในโครงการในระยะที่สามคือโครงการ High-Luminosity LHC (HL-LHC) ความส่องสว่างเป็นหนึ่งในสองข้อพิจารณาหลักใน colliders สิ่งแรกคือแรงดันไฟฟ้าซึ่งได้รับการปรับปรุงจาก 13 TeV เป็น 14 TeV ในช่วง LS2 อื่น ๆ คือความส่องสว่าง
ความส่องสว่างหมายถึงจำนวนที่เพิ่มขึ้นของการชนกันดังนั้นข้อมูลเพิ่มเติม เนื่องจากสิ่งที่นักฟิสิกส์หลายคนต้องการที่จะสังเกตเห็นนั้นมีน้อยมากการชนจำนวนที่สูงขึ้นจะเพิ่มโอกาสที่จะได้เห็นพวกเขา ในช่วงปี 2560, LHC ผลิตประมาณสามล้าน Higgs bosons ต่อปีในขณะที่ LHC ความสว่างสูงจะผลิตอย่างน้อย 15 ล้าน Higgs bosons ต่อปี สิ่งนี้สำคัญเนื่องจากแม้ว่าจะเป็นความสำเร็จอย่างมากในการตรวจจับฮิกส์โบซอน แต่ก็ยังมีนักฟิสิกส์หลายคนที่ยังไม่ทราบเกี่ยวกับอนุภาคที่เข้าใจยาก โดยการแบ่งตัวเลขของฮิกส์โบซอนที่ผลิตออกมาห้าเท่านักฟิสิกส์จะได้เรียนรู้มากมาย
“ การเก็บเกี่ยวครั้งที่สองอย่างสมบูรณ์ทำให้นักวิจัยมองหากระบวนการที่หายากมาก” - Eckhard Elsen ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยและคำนวณที่ CERN
ข้อมูลทั้งหมดที่จัดเก็บที่ CERN จากการทำงานครั้งที่สองของ LHC จะหมายถึงนักฟิสิกส์จะไม่ว่างระหว่าง LS2 อาจมีสิ่งที่ซ่อนอยู่ในการรวบรวมข้อมูลจำนวนมากที่ยังไม่มีใครเห็น จะไม่มีที่เหลือสำหรับกองทัพนักฟิสิกส์อนุภาคที่กระตือรือร้นของมนุษยชาติ
Eckhard Elsen ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยและคอมพิวเตอร์ของ CERN กล่าวว่า“ การเก็บเกี่ยวครั้งที่สองในระยะที่สองช่วยให้นักวิจัยมองหากระบวนการที่หายากมาก “ พวกเขาจะยุ่งตลอดการปิดการตรวจสอบตัวอย่างข้อมูลขนาดใหญ่สำหรับลายเซ็นที่เป็นไปได้ของฟิสิกส์ใหม่ที่ไม่ได้มีโอกาสเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมสำคัญของกระบวนการโมเดลมาตรฐาน สิ่งนี้จะนำเราไปสู่ HL-LHC เมื่อตัวอย่างข้อมูลเพิ่มขึ้นอีกหนึ่งลำดับความสำคัญ”
- CERN แถลงข่าว: LHC เตรียมความพร้อมสำหรับความสำเร็จใหม่
- CERN แถลงข่าว: การทดลอง LHCb ของ CERN รายงานการสังเกตการณ์อนุภาคเพนตาควอร์ที่แปลกใหม่
- CERN แถลงข่าว: การทดลอง LHCb มีเสน่ห์ที่จะประกาศการสังเกตการณ์ของอนุภาคใหม่ที่มีควาร์คหนักสองตัว
- เว็บเพจ CERN: LHC ความสว่างสูง
- CERN แถลงข่าว: LHC: เครื่องจักรที่แข็งแกร่งกว่า
- รายการ Wikipedia: Higgs boson
- เว็บเพจ CERN: รุ่นมาตรฐาน
