O piesă esențială pentru viitorul CERN a ajuns la Geneva. Va contribui la modernizarea Marelui Accelerator de Hadroni

Structura, denumită TB2S, va face parte din noul sistem de urmărire a particulelor, proiectat pentru faza High-Luminosity LHC (HL-LHC), care va permite efectuarea unui număr de coliziuni de până la zece ori mai mare decât în prezent și va deschide noi direcții de cercetare în fizica fundamentală.

Modernizarea LHC, după 16 ani de funcționare

Potrivit Institutului Național francez pentru Fizică Nucleară și Fizica Particulelor (CNRS Nucléaire & Particules), acceleratorul LHC și-a încheiat actualul ciclu de exploatare în iunie 2026, după mai bine de 16 ani de funcționare.

Până în 2030, instalația va trece printr-un amplu proces de modernizare, urmând să fie relansată în configurația High-Luminosity LHC (HL-LHC). Obiectivul este creșterea semnificativă a numărului de coliziuni între particule, ceea ce va permite acumularea unui volum de date de aproximativ zece ori mai mare până la finalul programului, estimat pentru anul 2041.

O componentă esențială pentru noul detector CMS

Noua structură TB2S reprezintă scheletul mecanic al părții externe a viitorului detector de traiectorii al experimentului CMS, unul dintre cele două mari experimente care au contribuit la descoperirea bosonului Higgs în 2012.

Actualul detector a ajuns la limita duratei sale de viață din cauza expunerii la radiații, iar intensitatea mult mai mare a fasciculelor de particule din viitoarea configurație impune utilizarea unor detectoare mai sensibile și mai rezistente.

TB2S va susține noile module de detecție din siliciu și va servi drept element de bază pentru montarea celorlalte componente ale viitorului detector.

Materiale avansate și precizie extremă

Structura are aproximativ 2,3 metri lungime și este construită aproape integral din materiale compozite pe bază de fibră de carbon, alese pentru raportul optim dintre rezistență și greutate.

Inginerii au urmărit reducerea la minimum a cantității de material traversată de particule, pentru a evita modificarea traiectoriei acestora și pentru a păstra o precizie cât mai ridicată a măsurătorilor.

Proiectul, început în 2017, a implicat laboratoare și companii din mai multe țări europene. Componentele din fibră de carbon au fost fabricate în Italia, unele elemente au fost prelucrate în Franța, iar ansamblarea finală a fost realizată la Institutul de Fizică și Chimie din Strasbourg (IPHC).

Urmează integrarea în detectorul CMS

După testele mecanice și verificările de precizie, structura a fost transportată la CERN, unde a fost deja instalată într-o cameră curată. În lunile următoare vor începe primele teste de integrare, iar instalarea detectoarelor definitive este programată să înceapă din 2027.

În paralel, cercetătorii francezi continuă realizarea modulelor de detecție, care vor fi testate la temperaturi de aproximativ minus 30 de grade Celsius înainte de a fi expediate la CERN. Finalizarea acestei etape este prevăzută pentru sfârșitul anului 2028.

De ce este important proiectul

Faza High-Luminosity LHC este considerată una dintre cele mai importante investiții științifice ale următorului deceniu. Creșterea numărului de coliziuni va permite fizicienilor să studieze cu o precizie fără precedent particule și fenomene extrem de rare, să testeze limitele Modelului Standard și să caute indicii privind existența unei noi fizici, inclusiv particule care ar putea explica materia întunecată sau alte mistere ale Universului.