Skip to content

LHCstop

Meldung aus der 'stimmt, das bricht ja um diese Zeit aus: Beim LHC ist das Physik-Jahr am 28.11., gegen 6 Uhr beendet worden. Nachdem Frankreich mit der Stromerzeugung dank bröckeliger AKW reichlich Probleme hat, soll der Betrieb 2023 auch nicht wieder voll laufen, sondern später und/oder kürzer. Im Detail bleibt abzuwarten. Immerhin hat LHC bei den großen Experimenten wohl das (gegebenenfalls angepasste) Jahresziel erreicht.

Large Hadron Collision Time

Das hatten wir zu lange nicht mehr: Der LHC ist nach einem länger als geplanten Long Shutdown wieder komplett gestartet und hat am 5. nachmittags (16:47:08, laut Announcer) die ersten Stable Beams bei der neuen Hochenergie von 6800 GeV deklariert. Das ist zwar nicht wirklich die erste Phase Stable Beams seit LS2, genau genommen gab es die ersten paar Runden schon im Oktober 2021, und auch zwischendurch immer mal wieder. Spoiler: Der Acellerator Mode ist inzwischen nicht nur bei Beam Mode Setup änderbar. Was aber neu ist: Kollisionen von Protonen-Gruppen bei 6,8 TeV, bei denen alle Instrumente genau hinsehen dürfen. Happy Proton Physics!

LHC-Restart Run 3

Seit Freitag, dem 22.4. ist am CERN der LHC wieder im Setup mit Beams. Spannenderweise haben die dabei weniger Zeit mit Einmessung von irgendwelchen Optiken verbracht, und schon am 25. die ersten Ramps auf die neue Ziel-Energie von 6,8 TeV (immer noch nicht ganz die 7 TeV für die LHC ausgelegt ist, aber immerhin mehr als die 6,5 vom letzten Lauf vor dem LS2) gemacht. Wenn ich den Plan richtig interpretiere, sollte die Einrichtung bummelig nen Monat brauchen, bis dann wieder Physik-Läufe anstehen. Das dürfte dann also auf Ende Mai rauslaufen, mit ernsthaften Energien ab Juni.

In der Zwischenzeit ist ja aus den Daten vom Tevatron ein Hinweis auf Abweichungen vom Standard-Modell ermittelt worden, als das W-Boson mit zu viel Masse gemessen worden wäre (ich vermisse da ne Aussage, wie sicher das als Messung ist, zum Beispiel aus LHC-Daten). Da gäbe es zumindest eine Richtung, wo man noch Daten draufkippen kann.

LHC startet ganz langsam

Den Nachrichten ist das keine Meldung Wert, aber mir schon: In den letzten Wochen sind die langierigen Arbeiten im und am LHC in eine Phase eingetreten, dass der ringförmige Teilchenbeschleuniger wieder mit ersten Protonen-Ladungen befüllt wurde. Da ist jetzt noch nicht viel Spannung bei, die Energielevel sind noch bei verhältnismäßig überschaubaren 450 MeV, also Injektionsenergie für den LHC, aber wenn ich das richtig interpretiere, geht es erstmal ohnehin darum, irgendwelche Komponenten des LHC einzustellen, bevor die Energien (und damit auch mögliche Gefahren für empfindliche Technik) gesteigert werden. In dem Rahmen gab es auch schon mal Protonen, die in der Nähe der Experimente in Barrieren geschickt wurden, so dass die Experimente die 'Spritzer' ("splashes" auf englisch" der Kollissionen messen konnten. Und dann gab es auch noch Stable Beams, aber eben nur bei 450 MeV. Von dem her, was der LHC erreichen kann, ist das alles eher Kleinkram. Wenn man weiß, dass es aber nur den einen LHC gibt, ist auch solcher Kleinkram eben etwas, was nicht oft passiert. Kaputtspielen will man so ein Gerät auch lieber nicht.

Und dann hat am 1. November das Jahr im LHC schon wieder geendet. Bei einem vollständigen Jahr wäre noch ein Lauf mit Ionen dran gewesen, aber das lohnt sich wohl nicht, und so ist dann wieder YETS (Year End Technical Stop). Reparaturen sollten da noch nicht nötig geworden sein, so mit gerade mal ein paar Tagen Laufzeit.

LHgebnis

Erinnert ihr euch noch, wie Ende letzten Jahres aus den LHC-Experimenten ATLAS und CMS Aufregung wegen einer möglichen Entdeckung kam? Da gab es ja einen Überschuss von gemessenen Zerfallsprodukten in einem bestimmten Energielevel (750 GeV), die andeutete, dass das vielleicht ein bisher unbekanntes Teilchen sein könnte. Der Überschuss war aber mit den Daten aus 2015 nicht hoch genug, um das als Treffer gelten zu lassen (2 Komma irgendwas Sigma statt der benötigten 5 Sigma). In den letzten Monaten hat der LHC nun so oft und lange wie technisch möglich Protonen auf andere Protonen treffen lassen, mit eben dem Ziel, den Experimenten so viele Daten zur Verfügung zu stellen, wenn im August Auswertungen verkündet würden. Dieser Termin war am Freitag.

Das Ergebnis ist anders als 2012 aber ernüchternd: Von dem möglichen Teilchen ist mit den zusätzlichen Daten nichts mehr zu sehen. Was mit den Daten aus 2015 noch wie ein mögliches Messergebnis aussah, hat sich wieder in das Grundrauschen einsortiert. Damit gibt es dann wieder keine Spur der Physik, die über das Standardmodell hinausgeht. Wenn man mal davon absieht, dass die Astrophysik Dunkle Materie (anziehende Kraft, die Galaxien zusammenhält) und Dunkle Energie (abstoßende Kragt, die das Universum ausdehnt) vorhersagt, womit die vom Standardmodell beschriebenen Teilchen bummelig 6 Prozent der Materie im Universum ausmachen. Von den anderen Teilchen haben die Teilchenphysiker nur schlicht noch keine erwiesenen Messungen.

WeaseLHC

Zum Feiertag gibt es mal eine völlig unpolitische Geschichte: Letzten Freitag früh war der LHC gerade dabei, ganz entspannt in Stable Beams Protonenkollisionen abzuliefern, als gegen 5:30 eine "electrical perturbation" auftrat, also irgendwas mit der Stromversorgung komisch war. Stellt sich raus, bei Punkt 8 hat wohl ein Steinmarder (in den ersten Meldungen englisch als Weasel bezeichnet) auf einem Transformator und den dazugehörigen Starkstromleitungen rumgeturnt. Irgendwie hat das dann dazu geführt, dass erst die 18kV-Leitungen einen Blitzschlag hingelegt haben, bevor die 66kV-Leitungen in der direkten Nachbarschaft auch Strom außerhalb der geplanten Bahnen geleitet haben. Den Marder hat es dabei wohl erwischt, wobei mir (zum Glück?) keine Bilder begegnet sind, wo man irgendwas erkennen konnte, was früher mal ein Tier gewesen sein konnte.

Für den LHC hatte der Ausfall eine direkte Auswirkung: Der Transformator war ausgefallen, und im Ring fehlten den Punkt 8 umrundenden Sektoren lange genug die Stromversorgung, dass es die Kühlung zerlegt hat. Beim Transformator hat es wohl nur ein paar Kabel zerlegt (die haben das komischerweise nicht so gerne, wenn da Strom außen rumschwirrt), deren Reparatur ein paar Tage gedauert hat (ich las irgendwo etwas von Mittwoch). Zum Glück für den Zeitplan, konnten die Stromversorgungen aus den angrenzenden Sektoren der Kühlung aushelfen, so dass seit Mittwoch alle Sektoren wieder auf Betriebstemperatur (irgendwas unter 2 Kelvin) angekommen sind. Das Maximum lag da zwischendurch übrigens bei kuscheligen 6 Kelvin, da fasst man auch keine metalle an, wenn man das entsprechende Körperteil nicht verlieren will. Wenn der Transformator am Donnerstag wieder verfügbar ist, sieht der Plan vor, dass die Maschineneinrichtung (Commissioning) wieder mit ein paar Runden gemütlichen Protonenkollisionen weitergeht, und hoffentlich weder von Killerbaguette (2009) oder irgend welchen Tieren gestört wird. Und wenn dann alles glatt geht, darf die richtige Physik-Phase dann mit einer Woche Verzögerung hoffentlich loslegen. Immerhin gibt es da Spuren eines bisher unbekannten Teilchens, die von CMS und ATLAS jeweils in der Region 750 GeV gesichtet, aber nicht bestätigt werden konnten.

LHC: Wirklich an

Spannende Meldungen aus dem CERN: Wenn alles glatt geht, steht heute (ich schreibe den Text hier am Vorabend) die erste LHC-Füllung für Physik-Messungen an. Oder wie es in technischer Formulierung aussieht: Machine Mode: Proton Physics, Beam Mode: Stable Beams. Und das alles bei der neuen Energie von 6,5 TeV pro Beam, also 13 TeV insgesamt. Geplant sind erstmal nur drei Protonenpakete pro Beam, was im Vergleich zu den theoretisch möglichen 2880 Paketen noch eher wenig ist. Aber nach dem Beginn der Physik-Läufe werden die Techniker die Anzahl Protonen schrittweise erhöhen, was dann auch den Physikern die absurd riesigen Datenvolumen aus Kollisionen ermöglichen wird, damit die darin finden, was auch immer sie finden können. Vorschläge dazu gehen in Richtung möglicher Supersymmetrie, so dass die bisher bekannten Teilchen nur die Hälfte (oder gar ein Viertel) der existierenden Teilchen wären. Oder es könnte erste Hinweise darauf geben, wo die 'Dark Matter', die Dunkle Materie versteckt ist, die irgendwas in der Region von 95 Prozent der MAsse des bekannten Universums ausmacht. Oder es taucht irgend etwas auf, was bisher keine Theorie vorhersagt.

Das spannende an der Grenze der bekannten Physik ist, dass wir schlicht nicht wissen, was dahinter liegt.

Update von Mittwoch: Es ist nicht ganz so glatt gelaufen wie gehofft. Der erste Versuch mit drei Bunches pro Beam ist im Ramp irgendwo bei 6 TeV durch ein Software-Problem gedumpt worden, aber da haben die Techniker erst gesucht, ob sie das schuldige Stück Software finden und erschießen können, und es danach gleich nochmal versucht. Da sind dann wieder drei Bunches im LHC gelandet, auf 6,5 TeV gebracht worden, rund um die Experimente auf Minimalgröße gequetscht (Squeeze), und letztlich zur Kollision gebracht worden. Und um 10 Uhr 40 gab es dann endlich wieder Beam Mode: Stable Beams. Von den Freudenausrufen, die da am CERN und an allen interessierten Bildschirmen ausgebrochen sein dürften, habe ich nichts gehört, aber selbst ein besonders breites Grinsen zur Schau getragen. Oh, und dann ist mir aus dem CERN glatt noch ein Podcast begegnet. Bei 'In Particular' erzählen Leute rund um das ATLAS-Experiment (eins der beiden großen Instrumente ohne besondere Spezialisierung), in der ersten Episode davon, was sie erhoffen, dass im gerade begonnenen Run 2 gefunden werden möge. Weitgehend einig sind sie sich, dass irgend etwas Unerwartetes toll wäre. Ich verweise da einfach mal auf meine Einschätzung weiter oben.

LHC Restarted

Erbauliche Neuigkeiten vom LHC: Nachdem noch vor Kurzem ein Kurzschluss in einem Magneten den Betrieb zu behindern drohte, haben sich letzte Woche Techniker darum gekümmert, und das Metallteil weggeschmort. Das hab ich diese Woche im Podcast auch schon verwurstet. Was aber heute neu ist: Nachdem die letzten Systeme für den Neustart freigegeben waren, sind gestern das erste Mal seit etwas über zwei Jahren wieder ein paar Protonen komplett um den Ring geschwirrt. Wenn ich das richtig verstanden habe, ist der LHC nach dem Langen Stopp praktisch wie beim ersten Anschalten, eine relativ unbekannte Maschine. Entsprechend vorsichtig haben sich die Techniker rangetastet, und nur schrittweise Teile vom Ring feigegeben.

Und um schon mal journalistischen Fehlern vorzubeugen: Nein, das war nicht das erste Mal seit zwei Jahren, dass überhaupt Protonen im Ring waren, im März gab es da bereits ein paar Tests, wo Protonen vom jeweiligen Einschusspunkt bis zum nächstgelegenen Beamdump gelangen durften. Die haben nur keine ganze Runde drehen können.

Als nächste Schritte dürften die Verantwortlichen die diversen Systeme vom LHC neu einrichten, ein paar Tests mit dem Ramp fahren, bevor auch die Physiker wieder was zu futtern bekommen.

LHC: LS1-Einstieg

Wenn der Text hier erscheint ist es ziemlich genau 24 Stunden her, dass der letzte Physiklauf vor der großen Umbau-Aktion geendet hat. Seit Donnerstag früh laufen nur noch Quench-Tests, bei denen mir nicht ganz klar ist, was das konkret heißt. Davor gab es ein paar runden, wo der Beschleuniger Protonen mit 1,38 TeV aufeinanderstoßen lassen hat, die (wenn ich das richtig verstanden habe) als Vergleich zu Ionen-Kollisionen verwendet werden, und die gab es davor. 

Wenn ich das jetzt richtig gelesen habe, wird ab Samstag früh der gesamte Beschleunigerkomplex am CERN abgeschaltet, und die großen Wartungsarbeiten begonnen. Für den LHC ist das ja die erste ausführliche Wartung überhaupt, bei der Fehler beseitigt werden, die nach dem Unfall von 2008 entdeckt wurden, bei denen eine defekte Stromverbindung eine ganze reihe Geräte zerstört hat. Außerdem hatten die Experimente Zeit sich neue beziehungsweise bessere Sensoren zu bestellen, die in der zeit eingebaut werden, so dass nach dem Neustart in rund zwei Jahren dann noch mehr Daten aus dem Ring kommen, mit denen die Grundlagen der Physik noch genauer untersucht und vielleicht mal wieder erschüttert werden können. In der Zwischenzeit wird es aber vermutlich sehr still um den Beschleuniger werden, aus dem während der bisherigen Wartungsintervalle nie vele Informationen kamen.

LHC knallt Ionen auf Protonen

Da hab ich schon drauf gewartet: Gestern Nachmittag hat im LHC der erste Physik-Lauf des Jahres stattgefunden.

Beweisbild

 

Dabei werden Bleikerne und Wasserstoffkerne aufeinander zugesteuert. Warum das spannender als reine Ionen-Kollisionen ist, habe ich zwar nicht verstanden, aber so ist es offenbar.

Noch ein Beweisbild: 13 Pakete Ionen gegen Protonen

 

Das Jahr ist in Sachen Physik beim LHC jetzt nur kurz, schon Mitte Februar steht dessen Ende an, damit danach der fast zwei Jahre lange Shutdown losgehen kann, bei dem sämtliche Stromverbindungen zu den Elektromagneten erneuert werden können, einige Verbesserungen in den Experimenten vorgenommen und andere technisch notwendige Aktivitäten ergriffen werden. Zu letzteren gehört, dass Elektronik etwas weiter vom Ring entfernt wird, weil da im Betrieb Radioaktivität austritt, die nicht gut für die Funktion der Geräte ist.

LHC physikiert nochmal

Da hatte ich neulich doch falsche Informationen.Ganz offensichtlich
Ganz kurz nach dem Switch nach Stable Beams am Samstag, 15.12.2012

haben die Tests vor dem Jahresende noch Zeit gelassen für einen Ausflug in die Protonenkollisionen.

Gelesen hatte ich von der Absicht schon in der Tages-Statusrunde von Freitag. Da waren wohl zwei Tage Puffer im Zeitplan, die nicht komplett gebraucht wurden, und so gibt es nochmal einen Tag mit Kollisionen für die Experimente. Wenn ich das jetzt richtig gelesen habe, soll Sonntag Abend bis Montag früh dann aber noch irgendwas technisches (da war die Rede von pA-MD, was auch immer das sein mag) getestet werden, bevor am Montag um 6 die Winterpause ausbricht.

LHC-Jahresende

Sneaky. Da konnte ich dieses Jahr zwar zugucken, hab dann aber doch nicht bemerkt, dass beim LHC das Jahr Protonen-Physik geendet hat. Im Kalender standenfür die Tage ab Freitag noch Scrubbing-Läufe und 25ns-Tests, aber es sah so aus, als ob diese Woche noch ein paar Physik-Läufe kommen könnten. Vermutlich wäre dafür im Prinzip auch noch Platz, aber mit je 23/fb an Kollisionsdaten für die großen Experimente ist das (zwischendurch angepasste) Jahresziel von 20/fb ja locker erreicht, da muss man jetzt nicht mehr dringend ran. Was dann noch ansteht: Ab nächste Woche gibt es die traditionelle Winterpause, die allerdings nicht wieder bis in den April dauern soll. Denn für nächstes Jahr steht noch an, dass irgendwas mit Blei-Ionen stattfinden soll, wobei ich nicht sicher bin, ob Ionen mit Ionen oder mit Protonen kollidieren sollen. Und danach steht dann der LS1 genannte lange Wartungsstopp an, bei dem für 1,5 Jahre der LHC aus bleiben wird, sämtliche Splices (was auch immer das auf deutsch sein mag) überprüft oder gleich repariert werden sollen, und diverse Upgrades an der Technik am und im Ring und den Experimenten anstehen. Und dann soll es 2015 erst wieder weitergehen mit der Physik im LHC. Insofern hoffe ich, dass dann jetzt alle Daten der Protonenkollisionen eingesammelt sind, die die Physiker brauchten, denn so bald gibt es da keinen Nachschub.

ComPod #327: Higgscovery, Teil 3

Tech, Mafia, Space. Mit ACTAblehnung, Higgscovery und mehr.

Im dritten Teil des Podcasts für diese Woche befasse ich mich mal wieder mit den Meldungen aus der Technik-Ecke. Mit dabei: 

  • Fanboi
    • Mansfield geht
    • MobileMende
    • World's longest corner
    • Nexbot
    • MarkPad
    • MiniPad
    • Apple vs. HTC
    • Crashdates
  • NoFlAndroid
  • Mafia
    • BDI-Verlangen
    • ACTAblehnung
    • DPActa
    • RegACTA
    • Kringschwörung
  • Space
    • ISS-Abflug
    • Shuttle-Endjahr
  • Facemail
  • WP7-Totende
  • Lizenzverkauf
  • Nextente
  • Higgscovery
  • Higgstergrund

Für Musik sorgt dabei PS22-Chorus mit dem Titel 'I love Rock'n'Roll'.

Länge: 47:40, 43,7 MB.

Feedback hier, per Mail oder bei Twitter ist übrigens immer noch ausdrücklich erwünscht. ;-) In iTunes könnt ihr den ComPod übrigens auch ganz einfach abonnieren oder den Bitlove-Feed nutzen..

Higgscovery

Ich mach's kurz: Wenn ich das gerade nicht völlig falsch verstehe, wurde gerade offiziell verkündet, dass das Higgs-Boson gefunden wurde. CMS hat da zumindest in einem Ergebnis 5 Sigma Signifiganz erreicht, die wohl für ein offizielles Ergebnis nötig sind. ATLAS verkündet gerade noch, wenn die auch ein positives Ergebnis haben, dürfte es ziemlich offiziell sein.

Update: ATLAS hat danach präsentiert. Die haben zwar mehr Kollisionsdaten als Basis gehabt, aber weniger Mess-Kanäle verwendet. Im Ergebnis hat aber auch ATLAS ein Boson bei ungefähr 125 GeV gemessen mit 5 Sigma Signifikanz. Die genauen Massen beider Experimente stimmen nicht überein, da dürften weitere Auswertungen und mehr Daten hilfreich sein. Im Ergebnis bleibt festzuhalten, dass es stark danach aussieht, dass das Higgs-Boson nachgewiesen wurde (siehe auch das CERN-Bulletin dazu). Die genauen Details müssen aber noch geklärt werden.

Und noch ein Update: Die ganze Veranstaltung fand ich am besten bei Resonaances live dokumentiert, und inzwischen sind auch schon die ersten Bewertungen eingetrudelt. Einerseits verhält sich das neue Boson wohl sehr weitgehend so, wie die Vorhersagen für das Higgs erwartet haben, ist das andererseits noch nicht offiziell sicher. Womit dann auch die Frage für mich geklärt ist, was der LHC mit der restlichen Zeit dieses Jahr machen soll, die ja im Plan dafür vorgesehen ist, so viele Kollisionsdaten in den Experimenten abzuliefern wie möglich. Das Ziel war von Anfang an, bis zum Jahresende eine klare Aussage treffen zu können, ob es das Higgs-Boson gibt, und die ist mit der Veröffentlichung jetzt nur oberflächlich beantwortet. Und dann ist da noch die dumme Berichterstattung, die Higgs dauernd als 'Gottesteilchen' bezeichnet, wozu mir im Netz ein Bild begegnet ist:


Higgzzle

So langsam beschleicht mich das Gefühl, dass am Mittwoch vom LHC eine große Entdeckung bekanntgegeben wird. Und nein, der Champagner ist da nur ein Puzzleteil. Der könnte noch in die 'machen wir jedes Mal'-Ecke gehören. Dass eine Reihe wichtiger Physiker (darunter ein gewisser Herr Higgs) eingeladen wurden, fällt dann schon in die 'Hmmmmmmmmmmmmmmm.'-Kategorie. Wirklich spannend wird es für mich aber, wenn ich lese, dass am Mittwoch NO 8:30 meeting stattfinden soll. Das ist eigentlich das tägliche LHC-Statusmeeting, das findet auch an Wochenenden und Feiertagen statt, wenn der LHC in der Zeit in Betrieb ist. Dass das Meeting ausfällt, fällt für mich in die Kategorie 'Big Fucking Deal'.

Ich guck mal in meine Kristallkugel, und vermute mal, dass der Herr Higgs offiziell 'sein' Teilchen angekündigt bekommt. Darüber, welches Experiment da was gesehen haben könnte, habe ich so gar keine Gerüchte gelesen. Wenn ich das als Information interpretieren soll, rate ich mal, dass wohl sowohl CMS, als auch ATLAS das Higgs-Teilchen gefunden haben könnten. Es könnte dann noch sein, dass die Experimente über Details des Teilchens nicht einig wären (ich meine, im Dezember passten die Daten nicht ganz zusammen), da wäre noch spannend, was dann passieren würde. Und dann hoffen die Physiker wohl darauf, dass das Higgs-Boson irgend welche unerwarteten Eigenschaften aufweist, weil das dann hieße, dass das Standard-Modell eben noch nicht das Ende der Forschung bedeutet.

Davon ganz abgesehen, stellt sich mir noch die Frage, was mit dem LHC passiert, wenn tatsächlich schon das Higgs-Teilchen gefunden wäre. Die Planung für das Jahr war eigentlich darauf ausgelegt, dass bis zum Jahresende die Daten eine klare Aussage über dessen Existenz ermöglichen können sollten. Wenn nun schon im Juli geklärt wäre, dass es das Boson gäbe, müsste man nicht so sehr auf Kollisions-Mengen achten. Aber erstmal bleibt abzuwarten, was am Mittwoch verkündet wird.

Update: Als der Text hier schon fertig war, ist mir dann noch dieser Bericht begegnet. Der klingt ja nun nicht nach einer definitiven Verkündung. Mal sehen, was stimmt.