Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) rozciąga się na 27 km i opiera się na tysiącach magnesów różnego typu – dipolach, kwadrupolach, sekstupolach, oktupolach, dekapolach itd. – które sterują wiązkami cząstek i kontrolują je. Każdy typ wykonuje wyspecjalizowane zadanie, zupełnie jak niezwykle drogie i kriogenicznie chłodzone biuro, w którym każdy ma bardzo konkretną robotę i nikomu nie wolno dotykać termostatu.

Niektóre z najważniejszych nazywane są wewnętrznymi trypletami. Te grupy trzech magnesów kwadrupolowych (stąd nazwa, co przynajmniej oszczędza wszystkim zebrania) znajdują się po obu stronach czterech głównych eksperymentów LHC. Ich zadaniem jest jak najciaśniejsze skupienie wiązek cząstek tuż przed tym, zanim cząstki zderzą się wewnątrz detektorów.

Im ciaśniej wiązki są „ściśnięte”, tym większa szansa, że cząstki się zderzą. To czyni wewnętrzne tryplety kluczowymi dla zwiększenia świetlności LHC, czyli liczby zderzeń zachodzących w danym okresie. Większa świetlność oznacza więcej zderzeń, co daje badaczom więcej danych do analizy. Krótko mówiąc: mocniej ściśnij, więcej się rozbije, więcej dowiesz się o wszechświecie. Fizyka to po prostu samochodziki na baterie, tylko z lepszym finansowaniem.

Znaczna część przyszłego projektu High-Luminosity LHC (HiLumi LHC) polega na zastąpieniu istniejących wewnętrznych trypletów znacznie potężniejszą generacją magnesów.

Prace odbywają się podczas trzeciej długiej przerwy technicznej (LS3). Niedawno ekipy przecięły pierwsze połączenie magnesów, formalnie rozpoczynając operację wymiany. Dyrektor generalny CERN, Mark Thomson, odwiedził także Punkt 1 LHC (eksperyment ATLAS), aby uczcić ten kamień milowy – przypuszczalnie po to, by z aprobatą pokiwać głową nad bardzo dużym przewodem, który właśnie przecinano.

„Wymiana tych magnesów na nowe wewnętrzne tryplety HiLumi LHC ma kluczowe znaczenie dla nadchodzących lat wysokiej świetlności. Pierwszy kwadrupol nowych trypletów powinien trafić do tunelu na początku 2029 roku. Łącznie zainstalowanych zostanie 16 kriostatów i 28 zespołów kriogenicznych – to poważne przedsięwzięcie” – wyjaśnia Jean-Philippe Tock, szef zespołu koordynującego LS3.

Nowe wewnętrzne tryplety są efektem lat badań i rozwoju. Stanowią duży skok technologiczny w porównaniu z magnesami niobowo-tytanowymi działającymi obecnie wewnątrz LHC.

Zamiast niobu i tytanu ulepszone magnesy wykorzystują nadprzewodzące cewki z niobu i cyny. Pozwala im to wytwarzać pola magnetyczne sięgające 11,3 tesli, około 40% silniejsze niż pola produkowane przez obecne magnesy. Dla porównania: to bardzo dużo tesli i nie, nadal nie możesz tym naładować telefonu.

Nowy sprzęt zostanie zainstalowany wokół eksperymentów ATLAS i CMS, gdzie zwiększona częstość zderzeń będzie szczególnie istotna.

ALICE i LHCb działają inaczej i realizują inne programy fizyczne, więc nie potrzebują takiego samego wzrostu świetlności chwilowej. Ich istniejące wewnętrzne tryplety mogą zatem pozostać na miejscu. Jednak te magnesy również zostaną ulepszone, aby oba eksperymenty mogły skorzystać z ogólnego wzrostu świetlności – bo w CERN nikt nie zostaje pominięty przy modernizacji.

Od 7 września zespoły CERN demontują fragmenty zderzacza po obu stronach ATLAS i CMS. Celem jest usunięcie 28 nadprzewodzących magnesów (w tym wewnętrznych trypletów), które mają zostać wymienione.

Operacja oznacza koniec pewnej ery dla sprzętu, który jest częścią LHC od czasu jego budowy.

„Dzisiejsze wydarzenie to ważny kamień milowy dla CERN, zwłaszcza dla zespołu projektu HiLumi LHC. Obecne wewnętrzne tryplety pochodzą z fazy budowy LHC i zostały zainstalowane w maszynie w latach 2005–2007. Po niemal dwudziestu latach pracy ustąpią miejsca nowej generacji jeszcze potężniejszych magnesów. To naprawdę niezwykłe być świadkiem takiego przekazania pałeczki od jednej generacji innowacji do następnej” – mówi Markus Zerlauth, lider projektu HiLumi LHC.

Zatem żegnajcie, wewnętrzne tryplety z lat 2005–2007, które spędziły niemal dwie dekady, skupiając wiązki i ani razu nie zapytały, czy można by podkręcić termostat.