Впервые на Большом адронном коллайдере проведено столкновение пучков протонов и ионов кислорода. С 29 июня по 9 июля 2024 года специалисты ЦЕРНа проводят серию экспериментов. В первые два дня зафиксировано столкновение протонов с ионами кислорода. Затем следуют два дня столкновений ионов кислорода друг с другом и один день столкновения ионов неона друг с другом. Между этапами выделено время для настройки оборудования и пуско-наладочных работ.
Эксперименты посвящены изучению космических лучей, сильного взаимодействия и кварк-глюонной плазмы. Ожидается сбор большого количества новых данных. Работы стали результатом подготовки, начатой в середине апреля (предварительные исследования проводились с 2019 года). Ускорительный комплекс, включающий Linac3, LEIR, PS, SPS и БАК, адаптирован для работы с ионами кислорода и неона.
Режим столкновения протонов с ионами кислорода технически самый сложный. Электромагнитные поля ускорителя воздействуют на пучки по-разному из-за разного отношения заряда к массе протонов и ионов кислорода, – объясняет специалист по ионам Родерик Брюс. Без коррекции точки столкновения смещались бы на каждом обороте. Для точного пересечения пучков в центре детекторов ALICE, ATLAS, CMS и LHCb инженеры регулируют частоту вращения и импульс каждого пучка.
В экспериментах принимает участие не только основная группа детекторов. Эксперимент LHCf установил детектор в 140 метрах от точки столкновений ATLAS для регистрации частиц малых углов во время протон-кислородных столкновений. Позже этот детектор заменят калориметром для кислород-кислородных и неон-неонных запусков.
В ходе работ испытывается технология кристаллической коллимации для противодействия гало ионных пучков, частиц, отклоняющихся от основной траектории. Традиционная коллимация менее действенна для ионов, поэтому перед запуском кислород-кислородных и неон-неонных аппаратов установят тестовые кристаллические коллиматоры.