Vista dell'LHC nel 2018, prima del riavvio dell'acceleratore. Credito:Maximilien Brice, Julien Ordan/CERN
Il Large Hadron Collider è tornato in attività! Venerdì 30 marzo, alle 12:17, i protoni hanno circolato per la prima volta nell'anello di 27 km nel 2018. L'acceleratore di particelle più potente del mondo è quindi entrato nel suo settimo anno di acquisizione dei dati e nel suo quarto anno con un'energia di collisione di 13 TeV.
Riavviare un acceleratore richiede molto di più che premere semplicemente un interruttore, tanto più che LHC è l'ultimo anello di una catena di acceleratori che comprende cinque macchine separate. Dopo la pausa invernale, che ha consentito alle squadre di eseguire tutta una serie di operazioni di manutenzione, gli operatori di macchina hanno gradualmente rimesso in funzione le infrastrutture e gli acceleratori. All'inizio di marzo, i primi protoni sono stati estratti dalla loro bombola di idrogeno e iniettati nel Linac2, e poi nel PS Booster. L'8 marzo, è stata la volta del Sincrotrone Protonico (PS) a ricevere i raggi, poi, una settimana dopo, il Super Protone Sincrotrone (SPS).
In parallelo, le squadre hanno controllato tutto l'hardware di LHC, come i sistemi di raffreddamento criogenico, le cavità a radiofrequenza (che accelerano le particelle), gli alimentatori, i magneti, il sistema del vuoto e gli impianti di sicurezza. Per esempio, è stato necessario alimentare non meno di 1 560 circuiti elettrici ed eseguire circa 10 000 prove. Solo una volta completati tutti questi test è stato possibile iniettare particelle nell'LHC.
"LHC page 1" mostra lo stato dell'LHC al 30 marzo. La linea blu a destra dello schermo indica il primo raggio in circolazione nell'LHC nel 2018. Credito:CERN
Comunque, la messa in servizio è tutt'altro che finita. I primi raggi circolanti hanno solo un grappolo di particelle, che contiene 20 volte meno protoni rispetto al normale funzionamento. E la loro energia è limitata all'energia di iniezione di 450 GeV. Ulteriori aggiustamenti e test saranno necessari nei prossimi giorni prima che l'energia e il numero di grappoli in ciascun raggio possano essere aumentati e i grappoli spremuti per produrre le prime collisioni. Le operazioni di fisica dovrebbero iniziare a maggio.
L'obiettivo dell'operazione per il 2018 è quello di accumulare più dati rispetto al 2017:il target è di 60 femtobarns inversi (fb -1 ) di luminosità integrata (contro 50 fb -1 nel 2017). La luminosità è una misura del numero di potenziali collisioni per unità di superficie in un dato periodo di tempo.
In attesa di collisioni nell'LHC, l'acquisizione dei dati sta già iniziando altrove. Gli acceleratori del CERN forniscono particelle per una vasta gamma di esperimenti. Il PS ha già iniziato a fornire fasci alla struttura di fisica nucleare n_TOF e agli esperimenti nell'East Hall. Il 9 aprile dovrebbe partire il programma di fisica nucleare di ISOLDE, mentre il deceleratore Antiproton dovrebbe ripartire nella seconda metà di aprile.
Il 2018 è un anno importante per le collaborazioni che utilizzano gli acceleratori del CERN, visto che sarà l'ultimo anno di Run 2. A dicembre, il complesso dell'acceleratore sarà chiuso per due anni di lavori di aggiornamento volti a migliorare ulteriormente le prestazioni e prepararsi per l'LHC ad alta luminosità.