Техно

Почему отложили перезапуск Большого адронного коллайдера

Представитель CERN рассказывает о технических проблемах, возникших на крупнейшем в мире ускорителе частиц

На прошлой неделе руководство Европейской организации ядерных исследований CERN планировало осуществить первый запуск Большого адронного коллайдера, который два года находился в процессе модернизации, увеличившей его мощность в два раза. Но накануне предполагаемого рестарта выявились определенные технические сложности, заставившие отодвинуть запуск БАК на неопределенное время. О том, что помешало ввести в строй крупнейший в мире ускоритель заряженных частиц рассказал "ДС" представитель CERN Арно Марсолье.

"ДС" Какие именно технические сложности возникли в процессе мартовского перезапуска БАК?

А.М. Во время проведения предварительных тестов наши инженеры зафиксировали короткое замыкание в цепях одного из 1232 дипольных сверхпроводящих магнитов Большого адронного коллайдера. Эти магниты длиной 15 метров и весом 35 тонн каждый служат для фокусировки и управления потоком частиц, который проходит по 27-километровому кольцу ускорителя. Замыкание и стало причиной задержки перезапуска БАК.

"ДС" Почему возникло замыкание?

А.М. Сейчас это выясняется, но, согласно данным электрической диагностики, поломку спровоцировала небольшая частичка металлической "пыли". Этот кусочек металла каким-то образом попал в трубу, соединяющую обмотки электромагнита с коробкой с шунтирующим диодом, который служит для защиты электромагнита в случае потери его обмотками сверхпроводящих свойств. В случае сбоев он пропускает через себя 12 тысяч ампер тока, которые способны вызвать недопустимый нагрев обмоток электромагнита. Металлическая частица замыкает подходящий к диоду кабель с металлической трубой, в которую этот кабель помещен. К счастью, все магниты коллайдера в целости и сохранности, поэтому  нет необходимости в демонтаже массивных конструкций ускорителя. Придется лишь удалить из системы частичку металла, ставшую причиной замыкания.

Фото: onefm.ch

"ДС" Сколько времени может уйти на устранение проблемы?

А.М. Процесс уже активно идет. Для начала нужно установить точное место нахождения постороннего кусочка металла. При помощи дополнительных тестов наши специалисты вчера обнаружили его с точностью до 10 сантиметров. Но, хотя полученные при помощи рентгеновского аппарата снимки и подтвердили наличие короткого "плавающего" замыкания в определенной области, эта зона очень неудобна для проведения съемки, поэтому все результаты пока очень приблизительные. Соответственно, пока сложно определить сроки устранения проблемы: на это может уйти от нескольких дней до нескольких недель, так что процесс перезапуска БАК откладывается на неопределенный срок.

"ДС" Как именно вы собираетесь извлекать металлическую "пылинку"?

А.М. На сегодня рассматривается два наиболее действенных способа решения проблемы. Первый - попытаться испарить металлическую частицу, пропустив через нее импульс сильного электрического тока. Второй - сдуть ее мощным потоком газообразного гелия, пропущенного через систему криогенного охлаждения электромагнита.

"ДС" А если ни один из этих методов не сработает?

А.М. План "Б" - вскрыть диодную коробку и удалить металлическую частицу вручную. Но это самый длительный и сложный процесс: нужно будет нагреть проблемный и прилегающие электромагниты до температуры окружающей среды, а затем снова охладить до криогенной температуры. Это может отложить срок попытки повторного перезапуска коллайдера минимум еще на шесть недель. Проблема в том, что любой механизм, работающий при криогенных температурах, в случае возникновения неисправности наладить очень сложно. Это длительный, зачастую сопряженный со многими неприятными неожиданностями, процесс. Если аналогичные проблемы возникают на "теплой" машине, то устранить их можно в течение нескольких часов, а в случае с криогенным аппаратом на это уходит от нескольких дней до нескольких недель.  

"ДС" Получается, что сдвигается как майский полномасштабный запуск БАК, так и весь график проведения экспериментов?

А.М. На самом деле,  мы надеемся, что возникшая техническая проблема будет устранена в максимально короткие сроки и не окажет существенного влияния на график проведения экспериментов, утвержденный на 2015-2018 годы. До мая еще есть время: после нескольких недель задержки коллайдер снова заработает, разгоняя лучи протонов, и до первых столкновений лучей останется еще два месяца.