LHC Status:
Energie: 6.5 TeV
max. Pakete pro Ring: 1177

Detektor Status (live)
Für was steht folgende Abkürzung?

LHC Status (live)
- Erläuterung
- @lhcstatus


Datenmenge 2013 Protonen-Bleiionen Quelle: CERN


Aktuelle Meldungen - 2013
oder


27.07.2013 - CMS bestätigt LHCb
Physik: Letzte Woche präsentierten die LHC Experimente ihre neusten Ergebnisse an der diesjährigen EPS HEP Konferenz. CMS konnte mit einer Signifikanz von 4.3 Sigma extrem seltene B-Mesonen Zerfälle nachweisen, wie sie von dem Standardmodel vorhergesagt werden. Bereits im November 2012 fand das LHCb-Experiment, mit einer Signifikanz von 3.5 Sigma, erste Hinweise dieses seltenen Zerfallkanals.
Der Zerfall von B-Mesonen in zwei Myonen ist ideal um das Standardmodell zu testen und um nach neuer Physik jenseits des Standardmodells zu suchen bzw. diese auszuschliessen. Eine solche Theorie jenseits des Standardmodells wäre z.B. die Supersymmetrie (SUSY). ALTAS präsentierte hierzu neue Ausschlussgrenzen, welche den Energiebereich supersymmetrischer Teilchen weiter eingrenzen.

LHC: Imzuge der LS1-Phase, in welcher der Beschleuniger auf 7 TeV aufgerüstet wird, haben inzwischen alle 8 Sektoren Raumtemperatur errreicht. Verschiedene Teams arbeiten rund um die Uhr im Tunnel und optimieren die Verbindungsstellen zwischen den Magneten. Externe Experten prüfen daraufhin jede Verbindung auf Fehler. Insgesamt sind inzwischen 15 % aller 10170 Verbindungen überholt und getestet worden.

Tag der offenen Tür: Der lange Ausfall des Beschleunigers erlaubt den Zugang zu den Tunnelsystemen und den Experimenten. Das CERN öffnet am 28. und am 29. September seine Tore. Da mehr als 100000 Besucher erwartet werden, sind die Besuche im LHC-Tunnel und den Experimenten jedoch begrenzt und müssen im voraus reserviert werden. Ein Anmeldeformular dafür folgt im August. Aber auch ohne direkten Zugang zum LHC stehen diverse andere, interessante Pavions zur Verfügung. http://opendays2013.web.cern.ch/map


Zerfallskandidat eines Bs-Mesons in zwei Myonen (rot). Quelle: CMS-Kollaboration


Massenverteilung des gemessenen Bs- (Rot) bzw. B0-Mesons (Violett) Quelle: CMS-Kollaboration


Ausschlussgrenzen für SUSY von LHC (gelb), Tevatron (blau), LEP (grau). Quelle: ATLAS-Kollaboration


Techniker öffnen eine weitere von 10170 Verbindungsstellen. Quelle: CERN


Tag der offenen Tür 2013. Quelle: CERN


25.04.2013 - CP-Verletzung von B0S nachgewiesen
Physik: Nach der Auswertung der Daten von 2011 (7 TeV) gelang LHCb erstmals der Nachweis einer CP-Verletzung beim Zerfall eines B0S-Teilchens in Kaonen (K+, K-) und Pionen (π+, π-). Die statistische Unsicherheit liegt bei 5 Sigma und gilt damit als Entdeckung. Theoretisch sollten sich physikalische Zusammenhänge und Gesetzmässigkeiten in einem System nicht ändern, wenn alle Teilchen durch ihre Antiteilchen ersetzt (C-Invarianz) und gleichzeitig alle Raumkoordinaten gespiegelt (P-Invarianz) werden. Beim Zerfall von B0S sind diese Invarianzen verletzt. Solche CP-Verletzungen könnten erklären weshalb sich beim Urknall Materie und Antimaterie nicht vollständig annihiliert haben und ein Materieüberschuss übrigblieb.

LHC: Im Zuge der LS1 Phase werden die 8 Sektoren des Beschleunigers von -271.3 °C langsam auf Raumtemperatur gebracht. Am 6. April erreichte der erste Sektor (5-6) nach über 3 Jahren wieder Raumtemperatur. Durch den enormen Temperaturunterschied dehnt sich jeder der rund 15 Meter langen Magnete um 4 cm aus. Dies wird zwar durch ein Schienensystem kompensiert, jedoch besteht immer die Gefahr, dass sich Dellen oder Buckel im Strahlrohr bilden die den Beschleunigerbetrieb beeinträchtigen könnten. Um den Zustand des Strahlrohrs zu testen wären aufwendige endoskopische Methoden nötig. Deshalb kommt ein einfaches aber effektives System aus einem Ping-Pong Ball mit dem Durchmesser des Strahlrohres in Kombination mit einem Sender zum Einsatz. Der Ball wird in das Strahlrohr gebracht und dann mittels Luftdruck durch das Rohr gepresst. Trifft der Ball auf Widerstände kann seine Position bestimmt werden und das Strahlrohr an dieser Stelle genauer untersucht werden. Auf diese Weise lassen sich kilometerlange Abschnitte in wenigen Minuten überprüfen. Nach diesem Test erfolgte am 18. April die Öffnung der ersten Verbindungstelle (von rund 10170) zwischen zwei Magneten.


Illustration der CP-Verletzung:
P=Spiegelung des linken oberen Bildes.
C=Farbumkehr des linken oberen Bildes.
CP=Kombination führt zu kleinen Unterschieden im Vergleich zum linken oberen Bild.
Quelle: Originalbild: M.C. Escher


Beobachtete Asymmetrie beim Zerfall von B0S (grüne Kurve). Quelle: LHCb Kollaboration


Zerfall eines B0S Mesons in ein K- (rot) und ein π+ (grün) Quelle: LHCb Kollaboration


Injektion eines Ping-Pong Balls. Quelle: CERN


LS1: Operation am offenen Herzen. Quelle: CERN


Video: LHCb & Materie/Antimaterie Quelle: CERN


17.03.2013 - Higgs, SUSY, CP und schwarze Löcher
Physik: - Higgs: Gestern endete die Moriond Konferenz in Italien, wo die LHC Experimente ihre neusten Ergebnisse bekannt gaben. Nach dem Standardmodell sollte das Higgs einen Spin von Null und eine positive Parität besitzen. Die Analysen von CMS und ATLAS weisen nun immer deutlicher darauf hin, dass das Teilchen, welches letztes Jahr entdeckt wurde, diese Eigenschaften besitzt. Charakteristisch für ein Teilchen mit Spin 0 ist, dass es in zwei Photonen zerfällt. Da aber viele andere bereits bekannte Teilchen ebenfalls in zwei Photonen zerfallen können, entsteht dadurch ein Hintergrundrauschen im Detektor, was eine Identfizierung zweier "Higgs"-Photonen schwierig macht. Die Higgs-Photonenpaare verraten sich dadurch, dass die Summe ihrer Energie mit derjenigen des neu entdeckten Teilchens übereinstimmt und es eine Zunahme dieser Zerfälle in diesem Energiebereich gibt. Mit den neusten Analysen konnte dies bestätigt werden. Weitere Zerfallskanäle sprechen ebenfalls immer mehr für ein Higgs-Boson.

- SUSY: Für einen eindeutigen Nachweis eines Standardmodell Higgs ist es noch zu früh. Es könnte sich dabei auch um das leichteste von fünf weiteren Higgsteilchen handeln, wie es von supersymmetrischen Theorien (SUSY) vorhergesagt wird. Die bisherige Suche nach supersymmetrischen Teilchen wie z.B. dem Gluino (dem supersymmetrischen Partner des Gluons) oder dem leichtesten, supersymmetrischen Teilchen (LSP), blieb bisher allerdings erfolglos. CMS präsentierte neue Ausschlussgrenzen für Teilchen dieser Art.

- CP-Verletzung: Im November 2011 deuteten die Daten des LHCb Detektors auf eine Verletzung des Antimaterie-Materie Verhältnis. Dies könnte die Frage beantworten, weshalb beim Urknall mehr Materie als Antimaterie entstand. Das damalige Verhältnis, ausgedrückt durch den sog. ΔACP-Parameter, lag bei -0.82 %, was für eine CP-Verletzung sprach. Neue Analysen der bisher gesammelten Datenmenge des LHCb-Detektors (1.0 Femtobarn) widerlegen dieses Ergebnis. ΔACP liegt nun bei -0.15 %.

- MBH's: Die Bildung von mikroskopischen, schwarzen Löchern, sog. MBH's (mirco black holes) ist nach der Standardtheorie, im Bereich der LHC Energie, ausgeschlossen und bisher konnten die LHC Detektoren auch keine Hinweise auf MBH's finden. Nur die Existenz von höherdimensionalen Räumen, wie sie von Stringtheorien vorhergesagt wird, könnte die Bildungsschwelle von MBH's in den Bereich der LHC Energie rücken. Neue Berechnungen: mit Supercomputern der Universität Princeton in den USA zeigen nun, dass diese Schwelle um den Faktor 2.4 mal niedriger sein könnte. Treffen zwei Teilchen mit hoher Energie aufeinander, könnten zwei "Gravitationslinsen" entstehen welche die Masse des jeweils anderen Teilchens bündelt und so zu zwei MBH's führt, die dann zu einem verschmelzen.


Zerfall eines Higgskandidaten in zwei Photonen (grün) Quelle: CMS Kollaboration


Animation der Zunahme von Photonenpaaren (Klick um Animation zu starten). Quelle: ATLAS Kollaboration


Positive Parität (roter Pfeil) in unterschiedlichen Modellen. Quelle: CMS Kollaboration


Ausschlussmassen für Gluinos: < 1.15 TeV und LSP's: < 0.5 TeV Quelle: CMS Kollaboration


Keine CP-Verletzung. Quelle: LHCb Kollaboration


Animation der Bildung zweier schwarzer Löcher (Klick um Animation zu starten). Quelle: Princeton University


17.02.2013 - Long Shutdown 1 (LS1)
LHC: Letztes Wochenende endete der letzte Physikbetrieb mit Protonen und Bleikernen. Danach folgte ein ein kurzer Betrieb mit Protonen dessen Strahlen gestern um 8 Uhr morgens zum letzten mal im Beam Dump entsorgt wurden. In den nächsten 22 Monaten wird der LHC auf seine ursprünglich geplante Energie von 7 TeV pro Strahl vorbereitet. Grund für den langen Ausfall ist die Reparatur fehlerhafter, elektrischer Verbindungen zwischen den supraleitenden LHC Magneten. Diese Verbindungen zeigten in Tests zu hohe Widerstände aufgrund unsauberer Verarbeitung zwischen den supraleitenden Kabeln und den umgebenden Kupferstabilisatoren, welche im Falle eines Quenchs den starken Stromfluss kompensieren sollen. Ein solcher Quench führte am 19. September 2008 zu einer Explosion, wodurch Magnete über eine Strecke von 700 Metern beschädigt wurden. Nach der Reparatur und der Installation eines Quenchfrühwarnsystems (QPS) konnte der Beschleuniger zwar bis zu einer Energie von 4.0 TeV pro Strahl betrieben werden, eine höhere Energie würde die jetzigen Verbindungsstellen jedoch überlasten.

Hauptziel der LS1 Phase ist deshalb die Überarbeitung dieser 10170 Verbindungen. Neben vielen weiteren, kleineren Arbeiten werden Dichtungen des Vakuumsystems geprüft und 15 Dipol- und 4 Quadrupolmagnete ausgetauscht. Aber nicht nur der LHC wird optimiert, sondern auch die Experimente. So werden defekte Detektorkomponenten repariert oder gegen effizientere Hardware ausgetauscht. Zudem wird der gesamte Vorbeschleunigerkomplex (LINAC, PSB, PS, SPS) überholt.

Physik: Während des langen Ausfalls des LHC stehen den Physikern zwar keine neuen Daten zur Verfügung, jedoch wurden noch längst nicht alle Daten des bisherigen LHC Betriebes analysiert. Neue Analysen bezüglich des higgs-ähnlichen Teilchens, das letztes Jahr entdeckt wurde, könnten schon in diesem Jahr die Natur des Teilchens weiter einschränken und es definitiv als Higgs-Boson entlarven.


Letzter Beam Dump für eine lange Zeit... Quelle: CERN


2008 kam es bei dieser Verbindungsstelle zu einer Explosion. Quelle: CERN


Röntgenaufnahmen fehlerhafter Verbindungsstellen. Quelle: CERN


Übersicht der geplanten Arbeiten im LHC Tunnel. Quelle: CERN




20.01.2013 - Endspurt
LHC: Mit den ersten "Stable Beams" begann heute die letzte Betriebsphase des LHC bevor er nächsten Monat für 2 Jahre stillgelegt (Shutdown LS1) und für Kollisionen bei 7 TeV, seiner ursprünglich geplanten Leistung, vorbereitet wird. Bis dahin werden leichte Wasserstoffkerne (p) und 208-mal schwerere Bleikerne (Pb) beschleunigt und zur Kollision gebracht. Bei der Kollision zweier Bleikerne finden pro Sekunde nur 4000 Interaktionen in den IP's statt, während die Interaktionsrate bei p-Pb Kollisionen bei 2 Millionen/Sekunde liegt. Letzten September gelang bereits ein erster Testdurchlauf mit dieser Konfiguration und lieferte den Detektoren wertvolle Daten um ihre Trigger darauf einzustellen.


Erste p-Pb Kollisionen im CMS-Detektor Quelle: CMS-Kollaboration


Bleiionenquelle Quelle: CERN


Protonenquelle Quelle: CERN


Planung bis Ende 2013
Jahresplan 2013 Quelle: CERN

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