Megjavították a nagy hadron ütköztető hűtőrendszerét

A hűtőrendszer meghibásodása miatt múlt pénteken felfüggesztették a munkát a Genf melletti nagy hadron ütköztetőben (LHC), a világ legnagyobb részecskegyorsító berendezésében. A hibát azóta kijavították, és egyébként olyan jól halad a rendszer beállítása, hogy az első ütközések akár a következő héten megtörténhetnek.

Az első nyalábok körbevezetése óta mindkét gyorsítógyűrűben, tehát mindkét nyalábbal folytatódott a munka: a nyalábok "hangolása" (beam tuning) az ütköztetésekhez. Az első nyalábbal most is minden simán ment, már múlt péntekre sikerült megfelelően "tornáztatni", a másodikra azonban - a szeptember 10-i eseményekhez hasonlóan - most is többet kell várni. Múlt pénteken ugyanis meghibásodott a hűtőrendszer két elektronikai egysége, két úgynevezett transzformer, amelyek árammal látják el a hűtőrendszert.

A hibát mostanra már ki is javították, és folytatódhat a nyalábtuning a második körben is.

"Természetes, hogy technikai nehézségek vannak. Azt már tegnap közölték, hogy két transzformer pénteken elromlott, de mostanra kijavították. Ez egy természetes folyamat. A bejáratott gyorsítók is csak 50%-os effektivitással dolgoznak. Néhány napon belül mindig elromlik valami, mivel minden elem csúcsteljesítményre van kihegyezve" - mondta az [origo]-nak Vesztergombi György fizikus, az LHC-vel folytatott kísérletek egyik magyar vezetője.

Ettől a fennakadástól eltekintve egyébként olyan jól haladnak a dolgok, hogy az első ütköztetést - a korábban mondott október 21-i dátummal szemben - már akár a jövő héten elvégezhetik, egyelőre az előgyorsító rendszer 450 GeV-os energiáján. Ha ez sikerül, akkor körülbelül újabb két hét kell a nyalábok 5 TeV-ra való felgyorsításához, ahol már az érdemi munka is megkezdődhet.

A rendszer összetettségéről, a meghibásodási lehetőségekről jó képet alkothatunk az LHC-vel kapcsolatos cikksorozatunk 3. részének alábbi részletéből.

A mágnesek hidegebbek, mint a távoli világűr

A részecskék pályáját összesen 9300 különböző típusú mágnessel alakítják ki. A nagy mágnesek testébe építették be a kisebb, korrekciós célokat szolgáló mágneseket. A legnagyobb mágnesekből, a dipól mágnesekből 1232 darabot építettek be a körpálya mentén. Minden dipól mágnes 14,3 méter hosszú, súlya mintegy 35 tonna. Az LHC építésénél ezeknek a dipól mágneseknek a megépítése jelentette a legnagyobb műszaki kihívást. Egy protongyorsítóban adott körpálya mellett az elérhető maximális energia egyenesen arányos a dipól tér erősségével. Az LHC-ban szupravezető mágnesekkel hozzák létre a 8,3-8,4 tesla erősségű mágneses teret, hagyományos megoldásokkal nem lehet ilyen nagy térerősséget létrehozni. (Ez a tér kétmilliószor erősebb a földmágneses térnél.) A mágnesekben niobium-titán ötvözetből készített kábeleket használnak, ez az anyag az abszolút nulla fölött 10 fokkal, 10 kelvinen válik szupravezetővé, vagyis ellenállás nélkül vezeti az áramot. Egy kábel 6300 darab, egyenként 0,006 mm vastag szálból áll, azaz a szálak tízszer vékonyabbak az emberi hajnál. Ha a hajszálnál vékonyabb szálakat képzeletben egymás után kötjük, a magunk után húzott fonallal ötször tehetnénk meg oda-vissza a Nap-Föld távolságot és még némi fonalunk maradna is. A mágnesekben 11 700 amper erősségű áram folyik, ez hozza létre a szupererős mágneses teret.

A szupravezető mágneseket a világűrénél is alacsonyabb hőmérsékletre hűtötték le

A mágneseket szuperfolyékony héliummal hűtik 1,8 kelvinre, vagyis - 271,4 °C-ra. A távoli világűr ennél melegebb, -270,5 Celsius-fokos (2,7 K)! A mágnesek folyékony héliumfürdőben ülnek. A hűtőrendszer 40 ezer szivárgásmentes csatlakozást tartalmaz. A rendszerben 96 tonna hélium van, ennek 60%-a a mágnesekben, 40% pedig az elosztó- és hűtőrendszerben. Az egész LHC-rendszert (36 800 tonna tömeget) több lépésben hűtik le. Az előhűtés során 10 ezer tonna folyékony nitrogénnel 80 kelvint (- 193,2 °C) érnek el. Ezután a héliumot lehűtik 4,5 kelvinre, és a mágneseket feltöltik 60 tonna folyékony héliummal. A mágnesek feltöltése után folytatódik a hűtés, lassan mennek le 1,9 kelvinre. (Ma már mindez múlt időben értendő - a szerk.).