أولى مغانط مصادم الهادرونات الكبير تتأهب للعمل

خلال هذا الأسبوع، وصل ثُمِن عدد مغانط مصادم الهادرونات الكبيرLHC الثنائية القطب إلى الطاقة التي ستحتاج اليها عند اعادة تشغيلها في ربيع 2015. حيث زود مهندسو سيرن مصادم الهادرونات الكبير بـ 154 مغناطيس فائق التوصيل للتيار، يعمل كل منها بتيار شدته 11 ألف أمبير (ألف ضعف التيار الكهربائي المسنخدم في الاجهزة المنزلية). هذا التيار العالي يزود المغانط بالطاقة اللازمة لحني مسار شعاع الجسيمات الذي يسري بسرعة قريبة من سرعة الضوء على محيط الحلقة التي تكون مسار التصادمات. فخلال الصيف سيعمل مصادم الهيدرون الكبير بأقصى طاقة له، و التي تعد أعظم طاقة وصل لها مصادم جسيمات لحدا الآن.، ولكن قبل ذلك على المهندسين التأكد من جاهزية المغانط لهذا المستوى من الطاقة.

فخلال الفترة بين 2010 و2013 ولد مصادم الهادرونات الكبير تصادمات بروتون-بروتون بطاقة 8 تيرا الكترون فولت TeV (أي8000 مليار الكترون فولت)ما سمح للعلماء بتحقيق إنجاز تاريخي، وهو اكتشاف بوزون هيجز،و في الـ2015 سيعمل بطاقة أعلى من هذه، مما سيفتح للعلماء باباً لعالم جديد لم يدخلوه من قبل! فالمذهل في الأمر أن العلماء ليس لديهم أي فكرة عما قد يجدوه، فلم يدخل أحد هذا العالم من الطاقة من قبل. لتحضير الـLHC للمرحلة القادمة، و هي تصادمات بطاقة 13 TeV تم اطفاؤه لمدة تقارب السنتين وذلك لإجراء تصليحات و تحديثات عليه. و منها صيانة 1700 نقطة وصل بين المغانط، و أكثر من 10 آلاف وصلة فائقة التوصيل. الآن و قد اكتمل عملهم، يخضع المهندسون هذه المغانط لبرنامج تدريبي صارم.خلاله يتم دفع المغانط بشكل متكرر الى حدود عملها القصوى.هذا سيجهزهم لظروف العمل القاسية لمصادم الهادرونات الكبير.

إن مغانط الـ LHC تعتمد على التوصيلية الفائقة، مما يعني أنه عندما يتم تبريدها سيمر فيها التيار الكهربائي دون أي مقاومة. لكن أثناء عملها، يتم زيادة التيار داخل ملفات المغانط بشكل كبير. مما يؤدي أحياناً إلى حدوث حركات صغيرة داخل المادة فائقة التوصيل و تفقد حالتها بالتوصيلية الفائقة نتيجة لذلك. تسمى هذه الظاهرة quench – اخماد (وتحدث نتيجة دخول بعض الجسيمات الضالة من الحزمة في وشائع المغانط فتولد دفق حراري مايؤدي لفقدان خاصية التوصيل الفائق في الأسلاك ) عند حدوث هذه الظاهرة، يتم قطع التيار، و امتصاص الطاقة الهائلة عن طريق مقاومات كبيرة. وبجعل هذه المغانط تحت حالة quench عن عمد بالامكان عندها الكشف عن التوترات التي تسبب المشكلة في الوشائع وتحضر المغانط بحيث تتحمل التيارات العالية عند اعادة تشغيل ، دون فقدانها لخاصية التوصيلية الفائقة عندما يكون هنالك شعاع.

ستخضع جميع المغانط في جميع الأقسام لهذا الاختبارأيضاً .سيتبع ذلك العديد من الاختبارات الأخرى قبل أن تتمكن حزم الجسيمات من الدوران في مصادم الهادرونات الكبير ، في الربيع المقبل.

المصدر:

هنا