- O LHC, o acelerador de partículas mais potente do mundo, concluiu sua última operação de física, e o CERN entrou no Long Shutdown 3 (LS3) para se preparar para o High-Luminosity LHC
- Os dados acumulados nos Runs 1–3 desde a primeira circulação de feixe em 2008 levaram a marcos importantes, como a descoberta do bóson de Higgs em 2012 e a descoberta de mais de 85 hádrons
- O HiLumi LHC, com início de operação previsto para 2030, aumentará a luminosidade em até 10 vezes em relação ao projeto original, reforçando os estudos de precisão do bóson de Higgs e a busca além do Modelo Padrão
- Durante o LS3, milhares de especialistas converterão o LHC, os injetores e os experimentos para a versão HiLumi, removendo e substituindo 1,2 km de ímãs e componentes apenas no LHC
- O ATLAS e o CMS terão de lidar com muito mais colisões e mais de 5 bilhões de interações por segundo, exigindo grandes mudanças nas tecnologias de trigger e detectores
Fim da operação do LHC e transição para o LS3
- O LHC foi desligado após sua operação final de física, e o CERN iniciou o Long Shutdown 3 (LS3)
- O LS3 é um grande programa que reúne manutenção, reforços, upgrades e instalações, preparando o laboratório para a fase do High-Luminosity LHC
- O LHC fez circular seu primeiro feixe em setembro de 2008 e entregou suas primeiras colisões de prótons em 2009
- Ao longo de três períodos de operação, os Runs 1–3, forneceu aos experimentos uma quantidade sem precedentes de dados
Resultados científicos e tecnológicos deixados pelo LHC
- O resultado mais conhecido foi a descoberta do bóson de Higgs, anunciada em 4 de julho de 2012 pelas collaborations ATLAS e CMS
- A descoberta confirmou um mecanismo proposto quase meio século antes
- Mesmo depois do bóson de Higgs, o LHC continuou avançando em várias frentes
- descoberta de mais de 85 hádrons
- definição de limites de exclusão para a descoberta de novas partículas
- busca pelo desequilíbrio entre matéria e antimatéria
- estudo das propriedades do quark–gluon plasma
- medições com implicações importantes para a astrofísica
- Além dos resultados científicos, impulsionou avanços em ciência de aceleradores, tecnologia supercondutora, computação e colaboração internacional
Objetivos e cronograma do HiLumi LHC
- O HiLumi LHC está previsto para começar a operar em 2030
- O plano é aumentar a luminosidade do colisor em até 10 vezes em relação ao projeto original
- Isso permitirá coletar conjuntos de dados maiores e estudar o bóson de Higgs com mais precisão
- Também aumenta a possibilidade de descobrir fenômenos além do Modelo Padrão
- O CERN encerra a etapa atual de operação do LHC e entra em um ponto de virada rumo ao HiLumi LHC
Escopo dos trabalhos de engenharia do LS3
- O LS3 é a intervenção mais ampla no complexo de aceleradores do CERN desde a construção do LHC
- Até 2030, milhares de especialistas do CERN e de instituições parceiras em todo o mundo participarão do trabalho
- As atividades abrangem o LHC, os injetores e os experimentos, convertendo-os para a versão HiLumi
- Projetos essenciais de manutenção também avançam em todo o complexo de aceleradores e nas instalações experimentais
- reforço da SPS North Area
- desmonte da target area do CNGS
- conversão da ECN3 em uma instalação fixed-target de alta intensidade
- reforma da instalação ISOLDE
- reforço dos sistemas de segurança de pessoal, da rede elétrica e das galerias técnicas
- No LHC, 1,2 km de ímãs e componentes serão removidos e substituídos por novos equipamentos
Upgrades no ATLAS e no CMS
- Os experimentos ATLAS e CMS nas cavernas do LHC passarão por upgrades de grande porte e, na prática, se transformarão em novos detectores
- Para aproveitar o desempenho do HiLumi LHC, será necessário processar 140 a 200 colisões próton-próton a cada bunch crossing
- no último período de operação do LHC, esse número era de cerca de 60
- Os dois experimentos terão de identificar e selecionar, entre mais de 5 bilhões de interações por segundo, as colisões que valem a pena analisar
- Para isso, ATLAS e CMS substituirão completamente os sistemas de trigger que escolhem os eventos para análise adicional
- Novas tecnologias de detectores também serão introduzidas
- um all-silicon tracking system com dezenas de bilhões de readout channels, muito mais do que os detectores atuais
- um detector de timing de alta precisão com resolução de dezenas de picossegundos
- um novo calorimeter system capaz de operar em velocidade de megahertz
Pesquisa durante o período sem feixe e religamento
- Durante o LS3, não haverá circulação de feixes de partículas
- Milhares de pesquisadores continuarão analisando os vastos conjuntos de dados acumulados na era do LHC e extraindo novos resultados de física
- Ao mesmo tempo, prepararão os equipamentos para os desafios experimentais futuros
- O complexo de aceleradores deverá ser religado gradualmente a partir de 2028
- Com base no legado do LHC, o HiLumi LHC abrirá uma nova etapa da física de altas energias e oferecerá a oportunidade de explorar mais profundamente o universo e questões fundamentais da ciência
1 comentários
Comentários do Hacker News
Visitei durante um CERN Open Days de uma parada longa anterior, e foi uma oportunidade rara de os visitantes entrarem no LHC
Caminhei cerca de 500 m ao longo da linha do feixe, e mesmo com tantas estruturas de proteção, o próprio feixe era surpreendentemente pequeno
O momento em que fiquei dentro do LHCb foi um dos em que mais senti admiração por ciência e tecnologia, e isso não é transmitido de forma alguma por fotos
Todo um prédio subterrâneo de vários andares é coberto de cabos e sensores, e a experiência de estar diretamente dentro da maior máquina já feita pela humanidade é difícil de colocar em palavras
A quantidade de reflexão e planejamento que entrou ali é imensa, e os funcionários do CERN também explicavam tudo com muita gentileza
Se puder visitar, recomendo especialmente ir em uma visita guiada e coincidir com o Open Days anual
Visto de dentro, não é tão ideal quanto alguém de fora da área imagina
Há a estrutura de poder comum do meio acadêmico, e doutorandos e pós-docs acabam mobilizados para trabalho de serviço e técnico em vez de pesquisa independente, enquanto pesquisadores muitas vezes precisam se preocupar mais com papel simbólico e fatores políticos do que com a pesquisa em si
Fiquei me perguntando se o modelo de carreira PhD→Postdoc→Tenure→Professor realmente existe para criar expertise de verdade, ou justamente o contrário
Senti uma grande frustração com o fato de a pesquisa moderna em física de partículas produzir artigos quase todos muito parecidos entre si, com pouco impacto científico além de aumentar o h-index para conseguir um cargo permanente
Hoje estou na área de TI e está muito melhor, mas pesquisar no CERN no fim foi uma experiência excelente e da qual se aprende muito
Segundo o guia da visita, pessoas brilhantes investigaram isso, mas ainda não sabem a causa fundamental, e infelizmente não consegui encontrar material online sobre esse tema
O telescópio de 10,4 m é tão grande que é difícil enquadrá-lo inteiro em uma foto, e foi ótimo sentir esse tipo de admiração pessoalmente
Não se compara a estar ao lado de um equipamento realmente concluído e que fez ciência, mas havia em exibição um trecho do tubo de feixe com vários instrumentos e ímãs acoplados, e também havia estágio de verão
O Congresso cortou o orçamento antes de eu me candidatar, e foi quando percebi pela primeira vez como a política funciona na ciência, quebrando aquela visão infantil de que tudo operava de forma pura
Era um equipamento realmente gigantesco, e na época me impressionaram muito o sistema de aquisição de dados multipasse e o datacenter do detector, projetados para coletar terabytes de dados em frações de segundo
O datacenter central e os silos de dados, onde ficava um dos backbones de internet da Europa, também eram impressionantes
Para os padrões daquela época, a capacidade de computação e armazenamento era quase impossível de imaginar, mas hoje a densidade de dados e de computação aumentou bastante, então os mesmos números talvez pareçam menos impressionantes
Fico curioso se o cancelamento do Superconducting Super Collider foi um ganho líquido ou uma perda para a ciência como um todo
Se tivesse sido concluído, teria energia de feixe quase 3 vezes maior que a do LHC atualizado de 2030 (20 TeV contra 7 TeV)
Mas a questão central não era científica, e sim política
A operação e o orçamento do SSC teriam sido mantidos durante as crises econômicas americanas de 2001, 2008 e 2020?
Também dá para imaginar uma linha do tempo em que o SSC descobre primeiro o bóson de Higgs, o LHC sofre cancelamentos, atrasos e falta de orçamento, e depois, na Grande Recessão de 2008 ou em algum aperto fiscal do governo americano, até o próprio SSC acaba fechado
Nesse caso, talvez hoje não tivéssemos nem SSC nem LHC
Por outro lado, o SSC também poderia ter antecipado outras descobertas em 10 a 15 anos
A operação planejada do SSC era para o fim dos anos 1990, e a descoberta do Higgs pelo LHC foi em 2012
E, olhando para a ciência como um todo, talvez tenha sido um ganho que os recursos tenham saído da física de partículas fundamentais e ido para outras áreas
O título parece um pouco exagerado
Não estão se despedindo do LHC, e sim fazendo um upgrade de 10 vezes na capacidade
“Vão abandonar o LHC? Como não fiquei sabendo de uma notícia tão grande?” mas aí vi que o título era totalmente feito para induzir ao erro
O texto dizia que tinham descoberto a verdade do universo, algo como Deus ou alienígenas, e que ficaram tão assustados que abandonaram a ciência para se preparar para a “verdade” inevitavelmente revelada
Não é de surpreender que a sociedade esteja ficando fundamentalmente mais burra quando fontes consideradas confiáveis estão cheias de absurdos obviamente falsos desse tipo
Mal posso esperar que o LHC volte a operar e faça partículas minúsculas girarem no anel como se fosse um derby cósmico de demolição, para encontrar os menores pedaços da realidade e dar a eles nomes engenhosos
Visitei o CERN em julho do ano passado e, por sorte, entrei em uma visita de grupo
O guia era um pesquisador de pós-doc e disse que, em tours normais, só é possível descer de elevador durante um período de parada longa
Então agora, com o trabalho no LHC em andamento, pode ser o melhor momento para fazer a visita, e eu até penso em voltar
Mesmo sem descer, a visita foi excelente
Foi possível ver 70 anos de história, equipamentos dos aceleradores de partículas iniciais e a vista da sala de controle do ATLAS, e a instalação inspirava admiração, parecendo prova do compromisso de longo prazo da Europa com a pesquisa científica em benefício público
Quando eu era estudante de graduação, contribuí com uma parte bem pequena da pesquisa da ATLAS insertable B layer
Durante 3 anos, todos os detectores puderam ser amplamente atualizados, e estou curioso para ver como o sistema atual será atualizado nesta parada
O ITK da ATLAS parece algo completamente insano em comparação com a insertable B layer
O número de canais vai de 8 milhões para 5 bilhões
Fiquei me perguntando se o ITKpix era minimamente parecido com os sensores T3MAPs CMOS ou FEI4 com os quais trabalhávamos, mas fui procurar e vi que é bem diferente e realmente muito legal: https://cds.cern.ch/record/2928802/files/ATL-ITK-PROC-2025-0...
Li que hoje em dia o CERN armazena mais de 1 exabyte de dados de colisão
É um aumento em relação aos 600 PB da última parada longa: https://information-technology.web.cern.ch/sites/default/fil...
Bastante impressionante
Ainda acho engraçado os erros de digitação que às vezes passavam nos documentos oficiais
https://www.google.com/search?q=site%3Acern.ch+%22large+hard...
Como alguém que contribuiu um pouco para o ATLAS TDAQ/HLT no começo dos anos 2000, é uma sensação curiosa ver a próxima fase tomando forma
Para quem quiser fazer uma visita especial, este é um bom momento
O período de parada longa é a única época em que se pode visitar muitos lugares que normalmente não são acessíveis
Ainda não está oficialmente confirmado, mas parece que haverá Open Days depois do próximo verão, como em 2019
O período é curto, mas por alguns dias dá para acessar quase tudo, incluindo descer ao túnel do LHC, e fora isso há muitos outros lugares absurdamente interessantes
Enquanto isso, as exposições permanentes e as visitas guiadas continuam acontecendo, então, se tiver interesse, pode vir ver uma ciência incrível
É a ciência feita com os impostos de vocês