CERN ने LHC का संचालन समाप्त कर Long Shutdown 3 शुरू किया

 (home.cern)
1 पॉइंट द्वारा GN⁺ 4 시간 전 | 1 टिप्पणियां | WhatsApp पर शेयर करें
  • दुनिया के सबसे शक्तिशाली particle accelerator LHC ने अपना आखिरी physics run पूरा कर लिया है, और CERN High-Luminosity LHC की तैयारी के लिए Long Shutdown 3(LS3) में प्रवेश कर गया है
  • 2008 में पहली beam circulation के बाद Runs 1–3 में जमा हुए data ने 2012 में Higgs boson की खोज और 85 से अधिक hadron खोजों जैसी बड़ी उपलब्धियां दीं
  • 2030 में संचालन शुरू करने के लिए निर्धारित HiLumi LHC luminosity को मूल design की तुलना में 10 गुना तक बढ़ाएगा, जिससे Higgs boson पर precision research और Standard Model से आगे की खोज मजबूत होगी
  • LS3 के दौरान हजारों विशेषज्ञ LHC, injectors और experiments को HiLumi version में बदलेंगे; सिर्फ LHC में ही 1.2km के magnets और components हटाकर बदले जाएंगे
  • ATLAS और CMS को कहीं अधिक collisions और प्रति सेकंड 5 अरब से अधिक interactions संभालने होंगे, इसलिए trigger और detector technologies में बड़े बदलाव करने होंगे

LHC संचालन का अंत और LS3 में बदलाव

  • LHC अंतिम physics run के बाद बंद कर दिया गया है, और CERN ने Long Shutdown 3(LS3) शुरू कर दिया है
  • LS3 maintenance, reinforcement, upgrades और installation work को मिलाकर बना एक बड़ा program है, जो laboratory को High-Luminosity LHC चरण के लिए तैयार करता है
  • LHC ने सितंबर 2008 में पहली beam circulate की थी, और 2009 में पहली proton collisions उपलब्ध कराईं
  • तीन संचालन अवधियों, यानी Runs 1–3, के दौरान इसने experiments को अभूतपूर्व मात्रा में data दिया

LHC की वैज्ञानिक और तकनीकी उपलब्धियां

  • सबसे प्रसिद्ध उपलब्धि 4 जुलाई 2012 को ATLAS और CMS Collaborations द्वारा घोषित Higgs boson की खोज है
    • इस खोज ने लगभग आधी सदी पहले प्रस्तावित mechanism की पुष्टि की
  • Higgs boson के बाद भी LHC ने कई क्षेत्रों में प्रगति कराई
    • 85 से अधिक hadrons की खोज
    • नई particles की खोज पर exclusion limits तय करना
    • matter और antimatter के असंतुलन की पड़ताल
    • quark–gluon plasma के गुणों का अध्ययन
    • astrophysics के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ रखने वाली measurements
  • वैज्ञानिक उपलब्धियों के अलावा, इसने accelerator science, superconducting technology, computing और international collaboration के विकास को आगे बढ़ाया

HiLumi LHC के लक्ष्य और समय-रेखा

  • HiLumi LHC का संचालन 2030 में शुरू होना तय है
  • collider की luminosity को मूल design की तुलना में अधिकतम 10 गुना तक बढ़ाने की योजना है
  • बड़े datasets इकट्ठा कर Higgs boson का अधिक precision के साथ अध्ययन किया जा सकेगा
  • Standard Model से आगे की phenomena खोजने की संभावना भी बढ़ेगी
  • CERN ने मौजूदा LHC संचालन चरण पूरा कर लिया है, और HiLumi LHC की ओर एक transition point में प्रवेश किया है

LS3 के engineering work का दायरा

  • LS3, LHC के निर्माण के बाद CERN accelerator complex में सबसे व्यापक intervention है
  • 2030 तक CERN और दुनिया भर के partner institutions के हजारों विशेषज्ञ इसमें शामिल होंगे
  • काम का लक्ष्य LHC, injectors और experiments हैं, जिन्हें HiLumi version में बदला जाएगा
  • पूरे accelerator complex और experimental facilities में भी जरूरी maintenance projects चलेंगे
    • SPS North Area का reinforcement
    • CNGS target area का dismantling
    • ECN3 को high-intensity fixed-target facility में बदलना
    • ISOLDE facility का refurbishment
    • personnel safety systems, power grid और technical galleries का reinforcement
  • LHC में 1.2km के magnets और components हटाए जाएंगे और नए equipment से बदले जाएंगे

ATLAS और CMS upgrades

  • LHC caverns में मौजूद ATLAS और CMS experiments बड़े upgrades से गुजरकर व्यावहारिक रूप से नए detectors में बदल जाएंगे
  • HiLumi LHC की performance का उपयोग करने के लिए हर bunch crossing में 140~200 proton-proton collisions process करनी होंगी
    • अंतिम LHC संचालन अवधि में यह स्तर लगभग 60 था
  • दोनों experiments को प्रति सेकंड 5 अरब से अधिक interactions में से analysis के योग्य collisions की पहचान और selection करना होगा
  • इसके लिए ATLAS और CMS additional analysis target events चुनने वाले trigger system को पूरी तरह बदलेंगे
  • नई detector technologies भी साथ में लागू की जाएंगी
    • मौजूदा detector की तुलना में कहीं अधिक, अरबों readout channels वाला all-silicon tracking system
    • tens of picoseconds resolution वाला high-precision timing detector
    • megahertz speed पर काम कर सकने वाला नया calorimeter system

beam-रहित अवधि में research और restart

  • LS3 के दौरान particle beams circulate नहीं करेंगी
  • हजारों researchers LHC era में जमा हुए विशाल datasets का analysis जारी रखेंगे और नए physics results निकालेंगे
  • साथ ही वे आने वाले experimental challenges के लिए equipment तैयार करेंगे
  • accelerator complex को 2028 से क्रमिक रूप से restart किया जाना है
  • HiLumi LHC, LHC की विरासत पर आधारित high-energy physics का नया चरण खोलेगा और universe व fundamental science से जुड़े सवालों को अधिक गहराई से explore करने का अवसर देगा

संबंधित पढ़ाई

1 टिप्पणियां

 
GN⁺ 4 시간 전
Hacker News की राय

  • पिछले लंबे shutdown के दौरान CERN Open Days में गया था, और यह उन दुर्लभ मौकों में से था जब विज़िटर LHC के अंदर जा सकते थे
    beamline के साथ लगभग 500m चला, और इतनी सारी सुरक्षा व्यवस्थाओं के बावजूद beam खुद आश्चर्यजनक रूप से छोटी थी
    LHCb के अंदर खड़े होने का पल विज्ञान और तकनीक को लेकर मेरे सबसे विस्मयकारी अनुभवों में से एक था, और तस्वीरों में वह बिल्कुल नहीं आ पाता
    भूमिगत बहुमंज़िला इमारत पूरी तरह cables और sensors से ढकी है, और मानवता द्वारा बनाई गई सबसे बड़ी मशीन के अंदर खुद खड़े होने का अनुभव शब्दों में बयान करना मुश्किल है
    इसमें लगे विचार और planning की मात्रा बेहद विशाल है, और CERN के कर्मचारियों ने भी बहुत दोस्ताना ढंग से समझाया
    अगर जा सकें तो खासकर guided tour और सालाना Open Days के समय जाने की सलाह दूंगा

    • एक पूर्व LHCb physicist के तौर पर, मैंने कई सालों तक उस cavern में आपने जो cables देखीं उन्हें ठीक किया था :)
      अंदर से देखने पर यह गैर-विशेषज्ञों की कल्पना जैसा आदर्श नहीं होता
      academia की आम power structures मौजूद हैं, और PhD students व postdocs को स्वतंत्र research के बजाय service/technical काम में लगाया जाता है; researchers को वास्तविक research से ज़्यादा symbolic roles और political elements की चिंता करनी पड़ती है
      PhD→Postdoc→Tenure→Professor वाला career model सच में expertise बनाने के लिए है या उल्टा, इस पर मुझे संदेह हुआ
      modern particle physics research में लगभग एक जैसी papers बनती रहती हैं, और permanent position पाने के लिए h-index बढ़ाने के अलावा scientific impact कमजोर है—इससे मुझे बहुत निराशा हुई
      अब मैं IT industry में हूं और हालात बहुत बेहतर हैं, लेकिन CERN में research करना आखिरकार एक शानदार और सीखने लायक अनुभव था
    • तस्वीरों में न आ पाने वाली एक और चीज़ थी भूमिगत जगह में सुनाई देने वाली लगातार टिक-टिक/खट-खट की आवाज़
      tour guide के मुताबिक बहुत प्रतिभाशाली लोगों ने जांच की थी, फिर भी मूल कारण पता नहीं है; अफसोस, इस विषय पर online material नहीं मिला
    • Canary Islands के La Palma में Gran Telescopio Canarias देखने पर मुझे कुछ वैसी ही भावना हुई
      10.4m telescope इतना बड़ा है कि उसे पूरा तस्वीर में लेना मुश्किल है, और उस विस्मय को खुद महसूस करना अच्छा अनुभव था
    • high school में physics class के साथ Superconducting Super Collider campus का दौरा किया था
      यह उस उपकरण के पास खड़े होने जैसा नहीं था जो सचमुच पूरा होकर science कर चुका हो, लेकिन कई instruments और magnets लगे beam tube के sections display पर थे, और summer interns भी थे
      मेरे apply करने से पहले Congress ने funding काट दी, और वहीं पहली बार समझ आया कि science में politics कैसे काम करती है; बच्चों जैसी यह कल्पना टूट गई कि चीजें कैसे चलती हैं
    • 2002 में CERN गया था, तब LHC construction पहले से चल रहा था, और शुरुआती detectors में से एक की construction site भी देखी
      वह सचमुच विशाल device था, और उस समय multiple-pass data acquisition system व detector datacenter बहुत प्रभावशाली लगे थे, जिन्हें एक सेकंड के अंशों में terabytes data collect करने के लिए design किया गया था
      central datacenter, जहां European Internet backbones में से एक था, और data silos भी कमाल के थे
      उस दौर के हिसाब से computing power और storage capacity कल्पना से परे थी, लेकिन अब data और compute density बहुत बढ़ गई है, इसलिए वही numbers शायद कम प्रभावशाली लगें

  • सोचता हूं कि Superconducting Super Collider cancel होना science के लिए कुल मिलाकर फायदा था या नुकसान
    अगर यह पूरा हो जाता तो beam energy 2030 में upgraded LHC से भी लगभग 3 गुना ज़्यादा होती (20TeV बनाम 7TeV)
    लेकिन मुख्य सवाल science नहीं, politics था
    क्या SSC की operations और funding 2001, 2008, 2020 की अमेरिकी आर्थिक crises में भी बनी रहती?
    ऐसी timeline भी सोची जा सकती है जहां SSC पहले Higgs boson खोज लेता, LHC cancel/delay/funding shortage से जूझता, और फिर 2008 की Great Recession या अमेरिकी सरकारी austerity के समय SSC भी बंद हो जाता
    तब आज हमारे पास न SSC होता न LHC
    दूसरी ओर, SSC किसी दूसरी discovery को 10–15 साल पहले ला सकता था
    SSC late 1990s में शुरू होने वाला था, और LHC ने Higgs की discovery 2012 में की थी

    • मैंने सुना है कि SSC के पास higher power होती, लेकिन LHC की तुलना में इसकी luminosity बहुत कम होती, इसलिए noise कहीं ज़्यादा होता
    • SSC cancel होने से शायद Higgs खोजने के लिए जरूरी स्तर से आगे की energy बर्बाद करने वाले nightmare से बचाव हुआ
      और पूरी science के लिहाज से हो सकता है resources का fundamental particle physics से दूसरी जगह जाना फायदेमंद रहा हो

  • title थोड़ा बढ़ा-चढ़ा लगा
    यह LHC को अलविदा कहना नहीं है, बल्कि 10x output upgrade करना है

    • शायद upgrade का scale इतना बड़ा है कि इसके बाद इसे HL-LHC कहा जाएगा
    • प्रति collision energy लगभग वही रहेगी, और 10 गुना ज्यादा data collect किया जाएगा
    • मेरी भी यही प्रतिक्रिया थी
      लगा, “LHC छोड़ रहे हैं? इतनी बड़ी खबर मैंने क्यों नहीं सुनी?” लेकिन पता चला कि title पूरी तरह गुमराह करने वाला था
    • करीब एक हफ्ते पहले internet पर घूमते हुए मुझे एक post दिखी जिसमें conspiracy theory page का link था, title कुछ ऐसा था कि “CERN ने इतना shocking कुछ खोज लिया कि उसे तुरंत shut down करना पड़ा”
      उस post में कहा गया था कि उन्होंने भगवान या aliens जैसी universe की truth खोज ली है, और इतने डर गए कि science छोड़कर अनिवार्य रूप से सामने आने वाली “truth” की तैयारी कर रहे हैं
      जब भरोसेमंद information sources तक इस तरह के साफ-साफ झूठे nonsense से भरे हों, तो समाज का बुनियादी तौर पर मूर्ख बनना हैरानी की बात नहीं
      इंतज़ार है कि LHC फिर चालू हो, छोटे particles को ring में किसी cosmic demolition derby की तरह घुमाए, reality के सबसे छोटे टुकड़े खोजे, और उन्हें मजेदार नाम दे
    • output नहीं, luminosity है

  • पिछले साल जुलाई में CERN गया था और किस्मत से group tour में शामिल हो गया
    tour guide एक postdoc researcher थे, और उन्होंने कहा कि general tour में elevator से नीचे जाने का मौका केवल long shutdown period में मिलता है
    इसलिए अभी जब LHC पर काम चल रहा है, tour के लिए यह सबसे अच्छा समय हो सकता है, और मैं भी शायद फिर जाऊं
    नीचे न जा सकें तो भी tour शानदार था
    70 साल का इतिहास, शुरुआती particle accelerator equipment, ATLAS control room का view देखने को मिला; facility विस्मय पैदा करती है और public good के लिए scientific research के प्रति Europe की long-term commitment का प्रमाण जैसी लगी

  • अंडरग्रैजुएट रहते हुए पहले Long Shutdown के दौरान ATLAS insertable B layer रिसर्च के एक बहुत छोटे हिस्से में योगदान दिया था
    तीन साल में सभी detectors को बड़े स्तर पर upgrade किया जा सका था, और यह देखना दिलचस्प है कि इस shutdown के दौरान मौजूदा system कैसे upgrade होगा
    ATLAS का ITK, insertable B layer की तुलना में बिल्कुल पागलपन वाला level लगता है
    channels की संख्या 80 लाख से बढ़कर 5 अरब हो रही है
    सोच रहा था कि ITKpix, जिन T3MAPs CMOS या FEI4 sensors के साथ हमने काम किया था, उनसे ज़रा भी मिलता-जुलता है या नहीं; ढूंढने पर पता चला कि यह काफी अलग और वाकई शानदार है: https://cds.cern.ch/record/2928802/files/ATL-ITK-PROC-2025-0...

  • हाल ही में पढ़ा कि CERN अब 1 exabyte से ज़्यादा collision data स्टोर कर रहा है
    यह पिछले Long Shutdown के समय के 600PB से बढ़ा हुआ आंकड़ा है: https://information-technology.web.cern.ch/sites/default/fil...
    काफी जबरदस्त है

    • और यह सब ZFS का उपयोग करके

  • आधिकारिक documents में कभी-कभी बच निकलने वाली typo अब भी हंसा देती है
    https://www.google.com/search?q=site%3Acern.ch+%22large+hard...

  • 2000 के दशक की शुरुआत में ATLAS TDAQ/HLT में थोड़ा योगदान देने वाले के तौर पर, अगला चरण आकार लेता देखकर अजीब-सा अहसास होता है

  • अगर कोई खास visit करना चाहता है, तो अभी अच्छा समय है
    Long Shutdown अवधि ही वह अकेला समय है जब आम तौर पर access न होने वाली कई जगहों पर जाया जा सकता है
    अभी आधिकारिक रूप से confirmed नहीं है, लेकिन लगता है कि अगले साल गर्मियों के बाद 2019 की तरह Open Days होंगे
    अवधि छोटी होती है, लेकिन कुछ दिनों के लिए LHC tunnel में नीचे जाने समेत लगभग हर जगह access मिल जाता है, और इसके अलावा भी बेहद रोमांचक जगहें बहुत हैं
    इस दौरान भी permanent exhibitions और guided tours चलते रहते हैं, इसलिए रुचि हो तो आकर शानदार science देख सकते हैं
    यह आप लोगों के tax से बनी science है