È la fine della strada per i protoni quest'anno dopo una magnifica performance del Large Hadron Collider (LHC). Di venerdì, i fasci finali della corsa protonica 2017 sono circolati nell'LHC. La corsa è finita, come ogni anno, con un riepilogo delle prestazioni di luminosità, l'indicatore con cui si misura l'efficacia di un collisore e sul quale gli operatori tengono costantemente d'occhio.

LHC ha superato di gran lunga il suo obiettivo per il 2017. Ha fornito i suoi due principali esperimenti, ATLAS e CMS, con 50 femtobarns inversi di dati, ovvero 5 miliardi di milioni di milioni di collisioni. Il femtobarn inverso (fb-1) è l'unità utilizzata per misurare la luminosità integrata, o il numero cumulativo di potenziali collisioni in un determinato periodo.

Questo risultato è tanto più notevole perché gli esperti della macchina hanno dovuto superare una grave battuta d'arresto. Un problema di vuoto nel tubo del fascio di una cella magnetica limitava il numero di grappoli che potevano circolare nella macchina. Diverse squadre sono state coinvolte per trovare una soluzione. In particolare, è stata modificata la disposizione dei grappoli nelle travi. Dopo alcune settimane, la luminosità ha ripreso ad aumentare.

Allo stesso tempo, nel corso dell'anno, gli operatori hanno ottimizzato i parametri di funzionamento. Utilizzando un nuovo sistema messo in atto quest'anno, hanno notevolmente ridotto le dimensioni dei fasci quando si incontrano al centro degli esperimenti. Più le travi sono schiacciate, più collisioni si verificano ogni volta che si incontrano. L'anno scorso, gli operatori sono riusciti ad ottenere 40 collisioni ad ogni incrocio di grappoli, con ogni grappolo contenente 100 miliardi di particelle. Nel 2017, fino a 60 collisioni sono state prodotte ad ogni incrocio.

Grazie a questi miglioramenti, il record di luminosità istantanea è stato battuto, raggiungendo 2,06 x 10 ³⁴ cm ^-2 S ^-1 , o il doppio del valore nominale. La luminosità istantanea corrisponde al numero potenziale di collisioni al secondo.

L'LHC continuerà a funzionare per altre due settimane per due corse speciali, inclusa una settimana per gli studi di funzionamento. La prima corsa speciale consisterà nell'effettuare collisioni protoniche a 5,02 TeV (contrariamente ai soliti 13 TeV), la stessa energia prevista per le corse agli ioni di piombo del prossimo anno. Ciò consentirà ai fisici di raccogliere dati con protoni, che potranno poi confrontare con i dati degli ioni piombo.

La seconda corsa speciale, a luminosità molto bassa, fornirà i dati per gli esperimenti TOTEM e ATLAS/ALFA. Questi due esperimenti utilizzano rivelatori situati su entrambi i lati di due grandi rivelatori LHC:CMS nel caso di TOTEM e ATLAS nel caso di ATLAS/ALFA. Studiano interazioni chiamate scattering elastico, dove due protoni cambiano leggermente direzione quando interagiscono, piuttosto che scontrarsi. Per questi studi, l'LHC rende i fasci più larghi possibile. Cosa c'è di più, l'energia sarà limitata a 450 GeV, cioè l'energia alla quale i fasci vengono iniettati dal complesso acceleratore nell'LHC.

Finalmente, gli operatori realizzeranno una campagna di "sviluppo macchina". Più di una settimana, effettueranno test operativi per migliorare ulteriormente le prestazioni dell'acceleratore (non sarà mai troppo buono) e inizieranno a preparare l'LHC ad alta luminosità, che subentrerà a LHC dopo il 2025.

Quando questi test saranno finiti, gli operatori fermeranno la macchina per il fermo tecnico di fine anno.