La limpieza interior de los tubos de protones del LHC

Por Francisco R. Villatoro, el 30 junio, 2015. Categoría(s): Ciencia • Física • LHC - CERN • Noticia CPAN • Noticias • Physics • Science ✎ 2

Dibujo20150630 simulation electron flux produced beam passess vacuum chamber - lhc - cern

Los últimos cinco días en el LHC se ha realizado el scrubbing (o limpieza) del interior de los tubos que recorren los protones. El ultravacío de los tubos no impide que haya moléculas residuales adheridas a sus paredes interiores. Como los haces de protones que recorren los tubos tienen carga positiva atraen a los electrones de estas moléculas, liberando nubes de fotoelectrones que interfieren con los haces de protones. Para alcanzar una gran luminosidad instantánea es necesario hacer una limpieza cada pocos meses.

El scrubbing consiste en inyectar paquetes de protones de baja energía (450 GeV), pero de gran intensidad, con hasta 110 billones de protones (1,1 × 1014 protones) por haz, todo un récord (se inyectaron 1200 paquetes separados por 25 ns). Hay que recordar que el ultravacío de los tubos corresponde a presiones entre 10-10 y 10-11 millibares, similares a las de la superficie de la Luna.

Según la planificación oficial (diciembre de 2014) la limpieza (scrubbing) debería haber finalizado el pasado domingo 28 de junio, pero hoy todavía se sigue realizando, lo que supondrá un retraso de unos días para el inicio de las colisiones para física con paquetes separados por 50 ns. Más información en el LHC morning meetings – WEEK 27 – 29 June -05 July 2015 [página web], y en Corinne Pralavorio, “Chasing clouds in the LHC,” CERN News, 25 Jun 2015. Por cierto, los tubos tienen 50 mm de diámetro (más información aquí).

Dibujo20150630 lhc schedule 2015 - june-july - scrubbing for 50 ns - lhc - cern

Esta figura muestra la planificación del LHC para junio y julio (la última publicada, fechada el 14 de abril de 2015). Estaban planificados 9 días de limpieza en los que los haces de protones de alta intensidad, pero baja energía, provocan la liberación de electrones desde las moléculas adheridas a las paredes metálicas del tubo. Estas nubes de electrones liberados inducen el desprendimiento de muchas de estas moléculas. Durante el scrubbing se activan las válvulas de vacío, para evacuar dichas moléculas.

Dibujo20150630 scrubbing evolution in one snapshot - lhc - cern

Esta figura indica la evolución del proceso de limpieza (que se inició a 50 ns y luego se pasó a 25 ns). Tras la limpieza se realizará un realineamiento de los haces para prepararlos para las colisiones.

Dibujo20150630 lhc scrubbing run 1 - lhc - cern

El récord de intensidad (número de protones por paquete) se logró durante el Fill 3936. En el haz 1 se inyectaron 1200 paquetes totalizando 110 billones de protones. El proceso de limpieza es muy importante porque su calidad es garantía de que se podrá alcanzar una alta luminosidad instantánea en las colisiones útiles para estudiar física.

Muchos deseamos que la limpieza sea todo un éxito y que se estas colisiones se inicien cuanto antes.



2 Comentarios

  1. Hola, estupendo articulo. Una clarificacion,
    los 110 billones de protones no son por paquete sino en total, distribuidos entre los 1200 paquetes.
    Un paquete mide sigma~10cm longitudinalmente y la maxima carga que se ha puesto en un paquete en el lhc fue de ~3e11 protones en el Run I.

Deja un comentario