LHC-kiihdytin käynnistyy marraskuussa puolella teholla

Genevessä sijaitsevan Euroopan hiukkastutkimuskeskuksen CERNin uuden suurkiihdyttimen LHC:n korjaustyöt ovat edenneet aikataulussa ja kiihdytin käynnistetään marraskuussa, tiedottaa CERN. Ensimmäisen käyttövuoden aikana hiukkassuihkujen maksimienergia jää kuitenkin puoleen suunnitellusta 7 TeV:sta eli 3,5 TeV:iin. Vasta seuraavalla kaudella, vuoden 2011 aikana päästään täyteen energiaan. Ajamalla laitteistoa alemmalla energialla voidaan estää onnettomuuksia. Kiihkeästi odotettuja fysikaalisia tuloksia voidaan saada jo puolella energialla.

LHC, maailman suurin hiukkaskiihdytin käynnistettiin 15 vuoden rakennusurakan jälkeen viime syyskuussa, mutta vain yhdeksän päivää käynnistyksen jälkeen se jouduttiin sulkemaan rikkoutumisen vuoksi. Kahden suprajohtavan magneetin välisen johtoliitoksen ylikuumeneminen aiheutti suprajohtavien magneettien äkillisen lämpenemisen, jäähdytysnesteenä toimivan nestemäisen heliumin kiehahtamisen ja lopulta kymmenien magneettien, johtimien ja rakenteiden rikkoutumiseen.

Korjaustöitä on tehty nyt lähes vuosi. CERNin pääjohtaja Rolf Heuer toteaa optimisesti, että nyt laite tunnetaan paljon paremmin kuin ilman tätä haveria olisi tunnettu. Pahimmin törmäystulosten viivästyminen haittaa väitöskirjaa tekeviä jatko-opiskelijoita, joilla on yleensä rahoitus vain muutamaksi vuodeksi. Ilman tuloksia ei analyysejä voi tehdä. Osa on voinut korvata ne simulointitutkimuksilla, mutta kaikille ne eivät sovellu.

LHC on 27 kilometrin pituinen, sata metriä maan alla sijaitseva kiihdytinrengas, jossa törmäysten analysointiin on neljä suurta laitteistoa. Hiukkasten ohjaamiseen käytetään suprajohtavia magneetteja, joissa on noin 10 000 sähköistä liitoskohtaa. Viime syyskuisen vaurion aiheutti yksi näistä. Nyt ne on tarkastettu huolellisesti yksi kerrallaan. Vaurio tapahtui kun virta oli 9 000 ampeeria.

Liitoksissa on kaksi osaa: suprajohtavien lankojen liitos sekä sen rinnalla kupariliitos, jonka tehtävänä on toimia virrankuljettimena jos suprajohtava liitos menee normaalitilaan kuten silloin tällöin sattuu. Suprajohtavista kaapeleista löydetyt huonot liitokset on korjattu mutta myös 80 kuparijohtimien liitoksesta on löydetty liian suuria vastuksia. Viime viikolla näiden korjaukset saatiin valmiiksi. Samalla on korjailtu muita vikoja, mm. pieniä vuotoja jäähdytysjärjestelmässä.

Tavoitteena on saada hiukkassuihkut liikkeelle marraskuussa. Ensin testataan suihku toiseen suuntaan ja sitten toiseen. Jos molemmat toimivat, aletaan niitä ajaa vastakkain eli päästään tekemään hiukkasten törmäyksiä. Ensimmäiset tieteelliset törmäystulokset voitaisiin saada parin viikon kuluttua käynnistyksestä, CERNissä arvioidaan. Suihkujen energia nostetaan ensin enintään 3,5 TeV:iin ja jos ongelmia ei ilmaannu, nostetaan energia 5 TeV:iin.

Laitteisto on suunniteltu 7 TeV:lle, mutta siihen ei luultavasti mennä ensimmäisen käyttövuoden aikana. Kiihdytintä on tarkoitus ajaa marraskuusta 2009 vuoden 2010 loppupuolelle, jolloin se suljetaan huoltoja ja korjauksia varten. Vasta sen jälkeen, seuraavalla käyttöjaksolla päästään 7 TeViin.

Saadaanko 3,5 TeV.n hiukkassuihkuilla uutta ja kiinnostavaa fysiikkaa, jää nähtäväksi. Näin suureen energiaan ei päästä millään hiukkaskiihdyttimellä tällä hetkellä, mutta ero toiseksi suurimpaan eli yhdysvaltalaiseen Fermi-laboratorion Tevatroniin jää melko pieneksi.

(YLE tiede, CERN)