CERN强大的新型线性加速器在LHC升级之前启动

欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)在关闭近两年进行维修和升级后，开始重新启动，为下一阶段探索物理学的奥秘做准备。它最新的粒子加速器，直线加速器4号，在过去的几周里完成了第一次试运行，有可能提供比以往任何时候更多的高能光束。

大型强子对撞机于2018年12月暂停运行，开始了一项名为高光度大型强子对撞机(HL-LHC)的大规模检修。当它在2026年完全完工并最终启动时，升级后的设施将比前一次运行时强大7倍，并将在接下来的十年中收集大约10倍的数据。

现在，升级的第一个增量阶段即将上线。新的直线加速器名为直线加速器4号，在过去的几周里已经安装和测试完毕。该装置是加速质子的起点，质子随后被注入质子同步加速器(PS)助推器并注入加速器复合体的其余部分。

直线加速器4号取代了在欧洲核子研究中心运行了40年的加速器2号。正如你可能预期的那样，新型号的功率要大得多，向PS助推器注入能量高达160 MeV的粒子-远远高于直线加速器2号的50 MeV。当这些光束被提升时，它们的能量将达到2GeV，而直线加速器2号的能量为1.4GeV。

这种额外的能量要归功于这样一个事实，即科学家们可以比它的前身更详细地调整直线加速器4号的光束。

“有了直线加速器4号，我们可以调整光束的额外参数，这样我们就可以在无损失的过程中为助推器提供能量，”加速器4号运营组组长贝蒂娜·米库莱克(Bettina Mikulec)说。我们还可以调整光束的能量分布，使之与助推器的接受度相匹配，而使用直线加速器2号时，人们在注入之前实际上只调整了光束的长度。“。

在截至8月中旬的三周里，直线加速器4号用低能负氢离子束进行了测试，这些离子束只穿过加速器的第一部分。8月20日，随着光束加速通过整个机器，它终于被推到了最大能量。然后，这些粒子被送入末端的“光束倾倒装置”，这是一种捕捉和吸收颗粒的装置。

进一步的测试将在接下来的几周和几个月内进行。9月份，束流将沿着注入管路被送往PS助推器，但在到达之前会被束流倾倒。

目前，第一束送入PS助推器的射束计划在12月7日。之后，第一批测试射束将于2021年9月底送入大型强子对撞机--由于新冠肺炎大流行，这意味着延迟了4个月。