Introduccin a los Aceleradores de Partculas Sesin 2

Introducción a los Aceleradores de Partículas Sesión 2 Antonio Vergara (CERN – CIEMAT) Ginebra, 25 -26 de Julio 2007 Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara

Física del Haz (Continuación) Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara

2. Confinamiento - Correctores Teóricamente, todas las partículas oscilan entorno a una órbita nominal. Sin embargo existen varias fuentes de error que hacen imprescindibles: a) Monitorizar el haz (Beam Position Monitors) b) Corregir el haz (imanes correctores) Fuentes previsibles de desviación de la órbita nominal: Ø Resonancias – Tono (Tune, Q) del acelerador no entero Ø Alineamiento imperfecto de los imanes – Imanes correctores, BPM Ø Los imanes no son perfectos – Imanes correctores Fuentes exóticas de desviación de la órbita nominal: Ø Movimientos geológicos Ø La luna Ø Los trenes Ø Las estaciones Errores en la energía de las partículas Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 3

3. Aceleración rampa colisiones inicio rampa Mantenimiento inyección Aceleración Tiempo desde el inicio de la inyección (s) Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 4

3. Aceleración – Cavidades RF Órbita de referencia Partículas avanzadas ven un campo eléctrico menor Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara Partículas retrasadas ven un campo eléctrico mayor 5

3. Aceleración – Cavidades RF del LHC Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 6

4. Colisiones - Luminosidad Como hemos visto: Optimizaríamos la luminosidad simplemente incrementando N (Partículas en el haz) PERO… IP Fuerte interacción electromagnética entre haces (beam-beam) Objetivo: Maximizar la luminosidad minimizando los efectos beam-beam Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 7

4. Colisiones - Luminosidad 1. Para minimizar interacciones beam-beam IP LHC → 300 mrad 2. Para maximizar número de eventos (L): Alta focalización (low-β region) LHC → 250 T/m Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 8

4. Colisiones en el LHC LEP (e+e-) : Tevatron (p-pbar) : LHC: 3 -4 1031 [cm-2 s-1] ~ 1032 [cm-2 s-1] 1034 [cm-2 s-1] ARCO 0. 3 mm ZONA INTERACCIÓN 16 μm INNER TRIPLET Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 9

Colisiones en el LHC – El Inner Triplet Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 10

EL Large Hadron Collider Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara

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LHC - Experimentos Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 13

Beam dump blocks CMS Extracción RF Momentum Beam Cleaning (warm) IR 7: Betatron Beam Cleaning (warm) LHC-B ALICE ATLAS Injection Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 14

LHC - Dipolos B = 8. 33 T I = 13000 A Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 15

Superconductividad • 1908 -- Kamerlingh Onnes licua el Helio • 2007 – 6. 5 k. A en los dipolos del LHC a 1. 9 K Cable 1 mm Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 16

QUENCH Imanes a 1. 9 K Entalpía - Margen de Temperatura (1. 4 K) 0. 6 J/cm 3 (107 de 1014 p+ por haz) es suficiente para perder la superconductividad: QUENCH u. Riesgo: u. Proceso Irreversible. u. Corriente u. Baja Nominal: ~ 12 k. A. Velocidad de Propagación: ~10 m/s. Gran cantidad de energía disipada en una pequeña zona u. Solución: u. Sistema de Protección Activo Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 17

Energía Magnética La energía total almacenada en los dipolos y cuadrupolos principales del LHC es análoga a la energía cinética del USS Kitty Hawk a velocidad de batalla 55 km/h Cuando las cosas no funcionan… Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 18

LHC – Dipolos – Fabricación Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 19

Dipolos LHC – Ensamblado y Tests en el CERN ANTES DE INSTALAR… TRAINING!! Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 20

Instalación Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 21

Instalación Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 22

Interconexión Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 23

La Criogenia 5 4 6 Octant DC Power feed 3 7 DC Power arc cryostat LHC Sector 8 2 Sector 1 Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 24

Dipolo (9 Tesla) Cuadrupolo (223 T/m) Criogenia Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 25

La Superfluidez T>T : He I T<T : He II (superfluid Helium) T =2. 17 K LHC: T = 1. 9 K P 1. 2 bar Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 26

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6500 A 2000 A 350 A RQD RQF 10/7/2020 Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara Roberto Saban 28

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Y el Higgs… ¿para cuándo? General schedule Baseline rev. 4. 0 Global pressure test &Consolidation Cool-down Powering Tests Interconnection of the continuous cryostat Flushing Leak tests of the last sub-sectors Cool-down Inner Triplets repairs & interconnections Warm up Global pressure test &Consolidation Powering Tests Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 30

Gracias a R. Schmidt, E. Wildner y O. Bruening por las trasparencias robadas… Last slide from Bob Flora… reminding that running the LHC is not that difficult… Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 31

The LHC Hardware Commissioning … when you have the right people… http: //hcc. web. cern. ch/hcc/ avergara@cern. ch The LHC Hardware Commissioning Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 32

Haciéndome CERNERO: Summer Student Technical Student Doctoral Student Fellow Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 33

avergara@cern. ch … Muchas Gracias Introducción a los Aceleradores de Partículas - Antonio Vergara 34