El LHC durante el mes de septiembre

Dibujo20150905 lhc schedule september 2015 - lhc cern

Ya ha acabado la parada técnica de cinco días de la primera semana de septiembre. El lunes deberían reanudarse las colisiones a 13 TeV c.m. con paquetes separados a 25 ns. Como ya conté, algunos problemas han reducido las expectativas para este año, el primero del LHC Run 2. Pero no hay que preocuparse demasiado, ya que el año próximo será espectacular.

Drew Day nos resume estos problemas en un comentario en el blog de Jester, «Weekend plot: SUSY limits rehashed,» Résonaances, 30 Aug 2015. Permíteme que te describa dichos problemas.

Dibujo20150905 ulo mb 15r8 lhc 29 apr 2015 - lhc cern

Hay un ULO en MB.15R8.B2 (trasparencia 27). Se llaman ULOs (Unidentified Lying Objects) a cualquier cosa que esté pegada en la parte interior de alguno de los tubos, quizás algo congelado, que desprende UFOs (Unidentified Falling Objects). Se estudió in situ a finales de abril de 2015 mediante un scanner (transparencias de D. Mirarchi). Se han tomado varias medidas para mitigarlo, pero puede seguir dando problemas conforme se incremente el número de paquetes por haz.

Por cierto, quizás te preguntes dónde está el punto MB.15R8.B2. Hay dos tubos, uno por cada haz; el ULO está en el tubo del haz 2 (B2). El LHC está dividido en 8 octantes con puntos de interacción entre ellos, donde están los detectores; cada octante se divide en dos semioctantes, a la izquierda (L) y a la derecha (R) de cada punto de interacción. R8 se refiere al semioctante que está en la parte derecha (R) del punto de interacción 8 (donde está el detector LHCb). Cada semioctante tiene 34 semiceldas, formadas por tres dipolos y un cuadripolo. El número 15 se refiere a la semicelda 15 (en este caso del semioctante R8).

Dibujo20150905 lhc bunch structure - 2015 - lhc cern

En 2013, se descubrió que los TDI no cumplen con las especificaciones de fabricación (transparencia 6). Esto limita el número total de paquetes que se pueden inyectar, reduciendo el número máximo de diseño 2808 a un número cercano a ~2500. Por ahora no es un problema, pero será una limitación pues no se podrá alcanzar la luminosidad instantánea máxima de diseño. Por cierto, los TDI (LHC injection beam stopper) son una especie de colimadores que actúan como sistema de protección de LHC durante el proceso de inyección de paquetes.

Dibujo20150905 doublet scrubbing beam - pyecloud simulation - lhc cern

El sistema de limpieza del interior de los tubos (scrubbing) que usa «paquetes dobles» no ha funcionado tan bien como se esperaba según las simulaciones por ordenador (transparencia 31). Esto significa que será necesario limpiar (scrub) más a menudo de lo esperado cuando se usen haces con paquetes separados a 25ns. Los expertos están estudiando cómo mejorar el sistema de limpieza pero no es fácil.

Dibujo20150905 doublet scrubbing - pyecloud simulation - lhc cern

Por cierto, el sistema Doublet scrubbing consiste en provocar una inestabilidad en los paquetes (bunches) de protones reduciendo el voltaje y la emitancia longitudinal; luego se cambia la fase de radiofrecuencia en 180 grados y se vuelve a subir el voltaje. Tras este proceso los paquetes se duplican en dos (llamados bunchlets). Se esperaba que este sistema mejorara la calidad de la limpieza interior de los tubos (más información).

Dibujo20150905 dqhsu - sqcsu - lhc run 2 - ls1 - lhc cern

Algunas de las ~ 1200 placas electrónicas con sistemas para la detección de problemas en los imanes superconductores (quench protection equipment) no son tan resistentes a la radiación como se esperaba (transparencias). Se instalaron durante la parada larga (LS1) entre 2013 y 2014. Al no funcionar bien se producen más cortes en los haces de los previstos. Durante la parada técnica de esta semana (TS2) uno de los objetivos ha sido reemplazar todos estas placas. Se espera que esto resuelva (o mitigue) el problema.

Además hay otros problemas menores cuyo análisis y solución posterior está reduciendo el número de días dedicados a colisiones para física (ya se han perdido dos semanas). Todo ello conlleva que este año se acumularán muchas menos colisiones (luminosidad integrada) de las esperadas. Por supuesto, esto no significa que los problemas vayan a continuar el año próximo. Y por supuesto, todos deseamos que el LHC Run 2 en 2016 funcione a las mil maravillas y compense los problemillas de este año.



2 Comentarios

  1. Por añadir un poco más de información, las tarjetas del QPS que se han cambiado se instalaron durante el LS1 para añadir una funcionalidad de test que se usó durante el commissioning tras el shutdown. Fuera de ese test, no añaden nada más al sistema de protección, por lo que lo que se ha hecho es volver a las que había instaladas antes del LS1 que se supone no tienen los problemas de SEUs de las nuevas. Veremos si es así con el incremento de intensidad, pero tiene pinta de que es así. En el grupo cruzamos los dedos 🙂

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 6 septiembre, 2015
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