El estado actual del LHC en el CERN

Hoy domingo a las 05:14 horas ha finalizado la inyección de protones Fill #2984 en el LHC del CERN, la de mayor luminosidad pico, ~7,4 × 10³³ /cm²/s, hasta el momento. Con una duración de 19 horas ha alcanzado una luminosidad integrada de 223 /pb, que casi ha alcanzado el récord obtenido por el Fill #2692, el 2 de junio, que alcanzó 237 /pb tras casi 23 horas de duración, con una luminosidad pico inicial de ~6,8 × 10³³ /cm²/s. Sin lugar a dudas en los próximos días asistiremos a nuevos récords de luminosidad. Información actualizada en LHC Performance and Statistics. Ahora mismo, ATLAS y CMS ya acumulan 11,54 /fb y 11,46 /fb, resp., con 1,15 /fb en LHCb [más info].

Como nos ha contado Steve Myers, “LHC operations and future plans,” CERN MAC (Machine Advisory Committee), August 16-17, 2012 [slides], el objetivo en 2012 es acumular suficientes colisiones para poder verificar que el bosón de Higgs observado este año es el predicho por el modelo estándar. En el anuncio del 4 de julio se había sobreestimado el número de colisiones necesarias para alcanzar 5 sigmas y de hecho ATLAS y CMS alcanzaron 5,9 y 5,8 sigmas, resp. Puede ocurrir que hubiera suerte y se haya disfrutado de una fluctuación estadística a favor. Quizás, incluso, a finales de este año haya una fluctuación en contra, con lo que no se puede asegurar cuántas colisiones serán necesarias para garantizar el descubrimiento del Higgs del modelo estándar. Steve Myers dice que si fuera estrictamente necesario, aún se podría retrasar más la parada larga (LS1) planificada para 2013.

Al ritmo actual se está produciendo unos 1,3 /fb a la semana, un número que está bastante bien. Sin embargo, ciertas partes de la máquina está sufriendo con la alta luminosidad pico que se está alcanzando. Por ejemplo, en la próxima parada técnica TS3 se reemplazará uno de los impulsores de la inyección (LHC injection kicker o MKI), en concreto el MKI8D (recuadrado en la figura), que ha presentado calentando en algunas inyecciones de protones por encima de los 62 ºC, la temperatura máxima de seguridad que evita que ciertos elementos de ferrita pierdan sus propiedades magnéticas (al alcanzar la temperatura de Curie).

La sustitución del MKI8D no está sujeta a ciertos riesgos que podrían retrasar la operación del LHC en la parte final de este año, pero se considera imprescindible. Por ejemplo, en la semana 24, hubo que retrasar el tiempo entre inyecciones para garantizar que MKI8D se enfriara convenientemente. El reemplazo de MKI8D, además de evitar problemas mayores, también tendrá múltiples beneficios pues sus prestaciones superarán con creces a las del actual (por ejemplo, se reducirán el número de UFOs provocados por los MKI).