- LHC, akselerator partikel terkuat di dunia, menutup operasi fisika terakhirnya, dan CERN memasuki Long Shutdown 3 (LS3) untuk mempersiapkan High-Luminosity LHC
- Data yang dikumpulkan sepanjang Runs 1–3 sejak sirkulasi beam pertama pada 2008 menghasilkan pencapaian besar seperti penemuan boson Higgs pada 2012 dan penemuan lebih dari 85 hadron
- HiLumi LHC yang dijadwalkan beroperasi pada 2030 akan meningkatkan luminositas hingga 10 kali dibanding desain awal, memperkuat studi presisi boson Higgs dan pencarian di luar Model Standar
- Selama LS3, ribuan pakar akan mengonversi LHC, injector, dan perangkat eksperimen ke versi HiLumi, termasuk melepas dan mengganti 1,2 km magnet dan komponen di LHC saja
- ATLAS dan CMS harus menangani jauh lebih banyak tumbukan dan lebih dari 5 miliar interaksi per detik, sehingga teknologi trigger dan detektor harus dirombak besar-besaran
Akhir operasi LHC dan transisi ke LS3
- LHC dimatikan setelah operasi fisika terakhirnya, dan CERN memulai Long Shutdown 3 (LS3)
- LS3 adalah program besar yang mencakup pemeliharaan, penguatan, upgrade, dan pekerjaan instalasi untuk menyiapkan laboratorium memasuki fase High-Luminosity LHC
- LHC pertama kali mensirkulasikan beam pada September 2008 dan menghasilkan tumbukan proton pertama pada 2009
- Selama tiga periode operasi, yaitu Runs 1–3, LHC memasok jumlah data yang belum pernah ada sebelumnya ke perangkat eksperimen
Pencapaian ilmiah dan teknologi LHC
- Pencapaian yang paling dikenal adalah penemuan boson Higgs yang diumumkan oleh kolaborasi ATLAS dan CMS pada 4 Juli 2012
- Penemuan ini mengonfirmasi mekanisme yang diusulkan hampir setengah abad sebelumnya
- Setelah boson Higgs, LHC juga menghasilkan kemajuan di banyak bidang
- penemuan lebih dari 85 hadron
- penetapan batas eksklusi untuk penemuan partikel baru
- pencarian ketidakseimbangan antara materi dan antimateri
- penelitian sifat quark–gluon plasma
- pengukuran yang memiliki implikasi penting bagi astrofisika
- Di luar hasil ilmiah, LHC juga mendorong kemajuan dalam ilmu akselerator, teknologi superkonduktor, komputasi, dan kolaborasi internasional
Tujuan dan jadwal HiLumi LHC
- HiLumi LHC dijadwalkan mulai beroperasi pada 2030
- Luminositas collider direncanakan meningkat hingga 10 kali dibanding desain awal
- Dataset yang lebih besar akan memungkinkan studi boson Higgs yang lebih presisi
- Peluang untuk menemukan fenomena di luar Model Standar juga akan meningkat
- CERN menutup fase operasi LHC saat ini dan memasuki titik balik menuju HiLumi LHC
Cakupan pekerjaan rekayasa LS3
- LS3 adalah intervensi paling luas di kompleks akselerator CERN sejak pembangunan LHC
- Hingga 2030, ribuan pakar dari CERN dan lembaga mitra di seluruh dunia akan terlibat
- Pekerjaan mencakup LHC, injector, dan perangkat eksperimen, yang akan dikonversi ke versi HiLumi
- Proyek pemeliharaan penting juga dilakukan di seluruh kompleks akselerator dan fasilitas eksperimen
- penguatan SPS North Area
- pembongkaran target area CNGS
- konversi ECN3 menjadi fasilitas fixed-target berintensitas tinggi
- renovasi fasilitas ISOLDE
- penguatan sistem keselamatan personel, jaringan listrik, dan galeri teknis
- Di LHC, 1,2 km magnet dan komponen akan dilepas dan diganti dengan peralatan baru
Upgrade ATLAS dan CMS
- Eksperimen ATLAS dan CMS di terowongan LHC akan mengalami upgrade besar hingga pada dasarnya menjadi detektor baru
- Untuk memanfaatkan performa HiLumi LHC, keduanya harus menangani 140–200 tumbukan proton-proton pada setiap bunch crossing
- pada periode operasi LHC terakhir, angkanya sekitar 60
- Kedua eksperimen harus mengidentifikasi dan memilih tumbukan yang layak dianalisis dari lebih dari 5 miliar interaksi per detik
- Untuk itu, ATLAS dan CMS akan sepenuhnya mengganti sistem trigger yang memilih event untuk analisis lebih lanjut
- Teknologi detektor baru juga akan diperkenalkan
- all-silicon tracking system dengan miliaran readout channel, jauh lebih banyak daripada detektor saat ini
- high-precision timing detector dengan resolusi puluhan pikodetik
- calorimeter system baru yang mampu beroperasi pada kecepatan megahertz
Riset selama periode tanpa beam dan pengoperasian kembali
- Selama LS3, tidak akan ada beam partikel yang bersirkulasi
- Ribuan peneliti akan terus menganalisis dataset besar yang terakumulasi pada era LHC dan mengekstrak hasil fisika baru
- Pada saat yang sama, mereka juga menyiapkan perangkat untuk tantangan eksperimen berikutnya
- Kompleks akselerator dijadwalkan beroperasi kembali secara bertahap mulai 2028
- Dengan bertumpu pada warisan LHC, HiLumi LHC akan membuka tahap baru fisika energi tinggi dan memberi peluang untuk menyelidiki alam semesta serta pertanyaan-pertanyaan mendasar ilmu pengetahuan secara lebih dalam
1 komentar
Pendapat di Hacker News
Saya pernah berkunjung ke CERN Open Days pada masa penghentian jangka panjang sebelumnya; itu kesempatan langka bagi pengunjung untuk masuk ke dalam LHC.
Saya berjalan sekitar 500 m mengikuti beamline, dan meski ada begitu banyak perangkat pelindung, berkasnya sendiri ternyata sangat kecil.
Saat berdiri di dalam LHCb adalah salah satu momen ketika saya paling merasakan kekaguman terhadap sains dan teknologi, dan foto sama sekali tidak bisa menyampaikannya.
Seluruh bangunan bertingkat di bawah tanah itu diselimuti kabel dan sensor, dan sulit diungkapkan dengan kata-kata bagaimana rasanya berdiri langsung di dalam mesin terbesar yang pernah dibuat manusia.
Jumlah pemikiran dan perencanaan yang masuk ke dalamnya luar biasa, dan staf CERN juga menjelaskannya dengan sangat ramah.
Kalau bisa berkunjung, saya sarankan menyesuaikan jadwal terutama dengan tur berpemandu dan Open Days tahunan.
Dilihat dari dalam, tempat itu tidak seideal yang dibayangkan orang nonspesialis.
Ada struktur kekuasaan yang umum di dunia akademik, mahasiswa doktoral dan postdoc dikerahkan untuk pekerjaan layanan/teknis alih-alih riset independen, dan para peneliti sering kali harus lebih memikirkan peran simbolis dan unsur politik daripada riset yang sebenarnya.
Saya jadi bertanya-tanya apakah model karier PhD→Postdoc→Tenure→Professor benar-benar dirancang untuk menghasilkan keahlian sejati, atau justru sebaliknya.
Saya sangat frustrasi karena riset fisika partikel modern menghasilkan makalah yang nyaris sama satu sama lain, dan dampak ilmiahnya lemah selain menaikkan h-index demi mendapat posisi permanen.
Sekarang saya bekerja di industri IT dan jauh lebih baik, tetapi pada akhirnya pengalaman meneliti di CERN tetap merupakan pengalaman yang hebat dan banyak memberi pelajaran.
Menurut pemandu tur, orang-orang hebat sudah menyelidikinya tetapi penyebab dasarnya tidak diketahui, dan sayangnya saya tidak bisa menemukan materi online tentang topik ini.
Teleskop 10,4 m itu begitu besar sampai sulit memotretnya secara utuh, dan pengalaman merasakan langsung kekaguman semacam itu sangat menyenangkan.
Memang tidak bisa dibandingkan dengan berdiri di samping perangkat yang benar-benar selesai dibangun dan menghasilkan sains, tetapi ada bagian tabung berkas yang dipamerkan dengan berbagai instrumen dan magnet terpasang, dan juga ada program magang musim panas.
Sebelum saya sempat mendaftar, Kongres memotong anggarannya, dan saat itulah untuk pertama kalinya saya menyadari bagaimana politik bekerja dalam sains, menghancurkan bayangan kekanak-kanakan saya tentang cara kerjanya.
Itu benar-benar perangkat raksasa, dan saat itu sistem akuisisi data multipass serta pusat data detektor yang dirancang untuk mengumpulkan data terabita dalam sepersekian detik sangat mengesankan.
Pusat data utama yang menjadi lokasi salah satu backbone internet Eropa dan silo datanya juga luar biasa.
Untuk ukuran masa itu, kemampuan komputasi dan kapasitas penyimpanannya hampir sulit dibayangkan, tetapi sekarang kepadatan data dan komputasi sudah jauh meningkat sehingga angka yang sama mungkin terlihat kurang mengesankan.
Saya penasaran apakah pembatalan Superconducting Super Collider merupakan keuntungan bersih atau kerugian bagi sains secara keseluruhan.
Jika selesai dibangun, energi berkasnya hampir 3 kali lebih tinggi daripada LHC yang ditingkatkan pada 2030 (20TeV vs 7TeV).
Namun pertanyaan intinya bukan sains, melainkan politik.
Apakah operasi dan anggaran SSC akan tetap bertahan melewati krisis ekonomi AS pada 2001, 2008, dan 2020?
Bisa juga dibayangkan garis waktu ketika SSC lebih dulu menemukan boson Higgs, LHC dibatalkan/tertunda/kekurangan anggaran, lalu SSC pun ditutup saat Resesi Besar 2008 atau pengetatan anggaran pemerintah AS.
Kalau begitu, hari ini mungkin tidak ada SSC maupun LHC.
Sebaliknya, SSC mungkin saja mempercepat penemuan lain 10–15 tahun.
SSC direncanakan mulai beroperasi pada akhir 1990-an, sedangkan penemuan Higgs oleh LHC terjadi pada 2012.
Dan dari sudut pandang sains secara keseluruhan, mungkin lebih menguntungkan jika sumber daya berpindah dari fisika partikel fundamental ke tempat lain.
Judulnya terasa agak berlebihan.
Ini bukan mengucapkan selamat tinggal pada LHC, melainkan melakukan upgrade 10 kali lipat keluaran.
Saya sempat berpikir, “Mereka menyerah pada LHC? Kenapa saya tidak mendengar berita sebesar itu?” tetapi ternyata judulnya benar-benar menyesatkan.
Tulisan itu mengatakan mereka menemukan kebenaran kosmik seperti Tuhan atau alien, lalu begitu ketakutan sampai berhenti melakukan sains dan bersiap menghadapi “kebenaran” yang tak terelakkan akan terungkap.
Tidak heran masyarakat menjadi bodoh secara mendasar ketika sumber informasi tepercaya dipenuhi omong kosong yang jelas-jelas palsu seperti ini.
Saya menantikan hari LHC kembali beroperasi, memutar partikel-partikel kecil di dalam cincin seperti demolition derby kosmik, menemukan potongan-potongan terkecil dari realitas, lalu memberinya nama-nama nyentrik.
Saya mengunjungi CERN pada Juli tahun lalu dan beruntung bisa ikut tur kelompok.
Pemandu turnya adalah peneliti postdoc, dan ia mengatakan bahwa pada tur umum, satu-satunya waktu pengunjung bisa turun dengan lift adalah selama penghentian jangka panjang.
Jadi sekarang, ketika pekerjaan LHC sedang berlangsung, mungkin adalah waktu terbaik untuk ikut tur, dan saya juga mempertimbangkan untuk pergi lagi.
Kalaupun tidak bisa turun, turnya tetap luar biasa.
Saya bisa melihat sejarah 70 tahun, peralatan akselerator partikel awal, dan pemandangan ruang kendali ATLAS; fasilitasnya membangkitkan kekaguman dan terlihat seperti bukti komitmen jangka panjang Eropa terhadap riset ilmiah untuk kepentingan publik.
Saat masih mahasiswa S1, saya berkontribusi pada bagian yang sangat kecil dari riset ATLAS insertable B layer selama periode long shutdown pertama
Selama 3 tahun, semua detektor bisa di-upgrade besar-besaran, dan saya tertarik melihat bagaimana sistem saat ini akan di-upgrade pada periode shutdown kali ini
ITK milik ATLAS terdengar benar-benar gila jika dibandingkan dengan insertable B layer
Jumlah channel meningkat dari 8 juta menjadi 5 miliar
Saya penasaran apakah ITKpix sedikit saja mirip dengan sensor T3MAPs CMOS atau FEI4 yang dulu kami tangani, tetapi setelah mencari tahu ternyata cukup berbeda dan benar-benar keren: https://cds.cern.ch/record/2928802/files/ATL-ITK-PROC-2025-0...
Saya membaca bahwa belakangan CERN menyimpan lebih dari 1 exabyte data tumbukan
Angka ini naik dari 600PB pada long shutdown sebelumnya: https://information-technology.web.cern.ch/sites/default/fil...
Cukup luar biasa
Saya masih tertawa melihat typo yang kadang lolos di dokumen resmi
https://www.google.com/search?q=site%3Acern.ch+%22large+hard...
Sebagai orang yang dulu sedikit berkontribusi pada ATLAS TDAQ/HLT pada awal 2000-an, rasanya aneh melihat tahap berikutnya mulai terbentuk secara konkret
Bagi yang ingin melakukan kunjungan istimewa, sekarang adalah waktu yang tepat
Periode long shutdown adalah satu-satunya saat ketika banyak tempat yang biasanya tidak dapat diakses bisa dikunjungi
Belum ada konfirmasi resmi, tetapi tampaknya akan ada Open Days seperti tahun 2019 setelah musim panas tahun depan
Durasi acaranya singkat, tetapi selama beberapa hari hampir semua tempat bisa diakses, termasuk turun ke terowongan LHC, dan selain itu ada banyak lokasi lain yang luar biasa menarik
Sementara itu, pameran permanen dan tur berpemandu tetap berjalan, jadi kalau tertarik, datanglah dan lihat sains yang keren
Ini sains yang dibangun dari pajak kalian