Wielki Zderzacz Hadronów. Ktoś nie śpi, by eksperymentować mógł ktoś

Grzegorz Jasiński: Co należy do pańskich obowiązków, kiedy pełni pan tu funkcję najważniejszego inżyniera?

Sławosz Uznański: Przede wszystkim kontrola pracy akceleratora LHC na zmianach, 7 dni w tygodniu przez 200 dni w roku. Cały tydzień pracujemy na zmianach albo rano, albo po południu, albo w nocy…

To jest praca – jak rozumiem – w centrum kontroli, które zbiera informacje na temat tego, co się z akceleratorem dzieje, nie w sensie pomiarowym, tylko takiej normalnej aktywności…

Tak, zdecydowanie. My jako centrum kontroli akceleratora LHC i innych akceleratorów również, musimy przygotować wiązkę, wrzucić ją do środka, przyspieszyć, przygotować kolizje i – jak to mówimy – dostarczyć te kolizje do eksperymentów. W tym momencie nasza praca jakby się kończy, ale musimy te kolizje optymalizować, sterować w jakiej ilości i jakiej jakości kolizje zapewniamy konkretnym eksperymentom. Eksperymenty już zajmują się ściąganiem danych z detektora i analizą danych, sprawdzaniem co się dzieje na poziomie fizycznym.

Czego pan się najbardziej obawia, siedząc tam, w tym centrum kontroli? Jakie mogą być złe wiadomości? Wiemy, że na samym początku doszło do poważnej awarii, pojawiły się bardzo złe wiadomości i pewnie prześladowały państwa przez lata. 

Oczywiście różne wypadki się zdarzają tak jak w 2008 roku, kiedy straciliśmy akcelerator na półtora roku i trzeba było go naprawić. Natomiast ja przyszedłem do CERN w 2011 roku.

Ale pewnie legendy na temat panu opowiadano.

Zdecydowanie tak. Analizowaliśmy tę sytuację wielokrotnie. Natomiast akcelerator LHC ma wiele różnych systemów ochrony, które go zabezpieczają. Na przykład w nocy, o 4 nad ranem możemy choćby stracić wiązkę i trzeba wiedzieć dlaczego. Jest bardzo duża presja czasu, by przeanalizować, co się stało, który sprzęt zawiódł, czy wymaga interwencji, czy wymaga wymiany modułu wewnątrz tunelu. Jeżeli nie, możemy przeprowadzić diagnostykę, wprowadzić wiązkę i dostarczyć kolizje. Typowo, jeśli stracimy wiązkę, ale nie trzeba dostać się do tunelu, cała procedura zajmuje nam około 2-3 godzin bardzo intensywnej pracy.

Co wtedy trzeba zrobić? To jest kwestia uruchamiania jakichś programów diagnostycznych? Przekręcenia jakichś przycisków? Jak państwo to robicie?

Już niczym nie kręcimy, może w przeszłości tak było, teraz wszystko jest na ekranie, klikamy myszką. Trzeba sprawdzić, co się stało, dlaczego, zrozumieć ten przypadek. Jeżeli wszystko jest w porządku, wszystkie systemy zostały sprawdzone, trzeba przygotować akcelerator na nową wiązkę, wrzucić nową wiązkę, co nazywa się iniekcją, przyspieszyć ją i już na wysokiej energii przygotować kolizje.

Czy państwo odpowiadacie też za te pośrednie, wstępne stopnie przyspieszania, czy tylko za sam LHC?

Control Room odpowiada za wszystkie akceleratory i przekazywanie wiązki między nimi, ale siedząc tam każdy odpowiada za jeden akcelerator. Koledzy z innych akceleratorów przygotowują wiązkę dla nas, dostarczają ją i my już za nią odpowiadamy. Wszyscy pracujemy w tym samym Control Roomie. Mamy tam cztery centra aktywności. Jedno to kriogenika, media i dystrybucja elektryczna. Jedno centrum to są wszystkie akceleratory i strefy testowe do akceleratora PS (Proton Synchrotron) czyli synchrotronu protonowego. Trzecim centrum jest akcelerator SPS (Super Proton Synchrotron)…

Ostatni stopień przed LHC.

I wreszcie czwarty, nasza duma, Wielki Zderzacz Hadronów.

To są dyżury 8-godzinne?

Zmieniamy się o 7 rano, 15 i 23. Natomiast musimy być pół godziny wcześniej i zostać pół godziny później, wiec mamy 9-godzinny dzień pracy. Po to, żeby przejąć maszynę od kolegów i przekazać ją później następnej zmianie. Te cztery centra mają swoją obsadę, przynajmniej po dwie osoby. W LHC jedna osoba to “engineer in chargé”, druga to operator. W SPS i PS jest podobnie, w kriogenice nieco inaczej.

Co wtedy, gdy zabraknie prądu? LHC ma możliwości, by się samemu zasilać?

No, niestety jeśli jesteśmy odłączeni od dystrybucji energetycznej, francuskiej nie możemy zasilać naszych akceleratorów. Natomiast akceleratory są zabezpieczone, wszelkie decyzje dotyczące bezpieczeństwa ludzi i sprzętu podejmowane są automatycznie, na poziomie elektronicznym, nie możemy w to ingerować. Jeśli akcelerator straci zasilanie to najpierw wyrzuci wiązkę z tunelu i doprowadzi do bezpiecznego stanu. Oczywiście jeśli przez długi czas nie byłoby zasilania, system chłodzący, kriogenika zacznie cierpieć i maszyna zacznie się nieco podgrzewać. Jeśli prąd dostaniemy z powrotem, możemy przywrócić warunki operacyjne.

Czy przypomina sobie pan jakieś szczególne momenty, kiedy wydawało się, że dzieje się coś złego, a może zabawnego? A może nic się nie dzieje i wtedy jest najlepiej?

Nie, oczywiście gdyby nic się nie działo, to nie byłoby najlepiej. Natomiast dużo rzeczy różnych się dzieje. Na przykład zdarza nam się, że przeskakujące z jednej fazy na drugą fazę transformatora zwierzęta odłączą nam zasilanie i musimy zadzwonić do kogoś z dystrybucji energii elektrycznej do Francji, żeby przyjechał i włączył transformator. Zdarzyło się też w zeszłym roku, że przez trzy dni nie mogliśmy wykonywać programu fizyki w akceleratorze LHC, bo poprzedni akcelerator SPS był niedostępny, straciliśmy w nim wiązkę i tak naprawdę straciliśmy próżnię.

Da się je odciąż szybko tak, by nie tracić w całym tunelu próżni?

Dość szybko, ale nie natychmiastowo. W momencie, gdy rozszczelnił się akcelerator SPS na dużym odcinku, próżnia w LHC nie była zagrożona, ale żeby odzyskać warunki operacyjne dla LHC i mieć dobrą próżnie w SPS i dobre parametry wiązki, potrzeba było trzech dni pracy.

Były jakieś poważne awarie zasilania?

Takie globalne raczej się nie zdarzają, ale zdarza się, że podczas burz lokalne perturbacje od piorunów wpływają nasze akceleratory i tracimy wiązkę. Wtedy trzeba przygotować nowy cykl maszyny.

Mówi pan o wpływie świata zewnętrznego w postaci np. burzy, błyskawic, ale czy świat zewnętrzny wpływa też w taki delikatniejszy sposób? Czy normalna aktywność na zewnątrz jest tu dla państwa wyczuwalna?

Tak. Ale mamy tu dużo systemów, które kompensują aktywność środowiska, czy aktywność ludzką wokół akceleratorów. mamy system, który kompensuje pływy wody i fazy Księżyca. Siła grawitacji wpływa na nasze cząsteczki w tunelu, na ich jakość.

A pociągi, samoloty, jakiś przemysł? To ma jakiekolwiek znaczenie?

Tak. Jest taki bardzo ciekawy przypadek. W latach 80., gdy działał akcelerator SPS, tracono wiązkę dość regularnie i na początku pracy akceleratora nikt nie wiedział dlaczego. Analiza trwała tygodniami, bez rezultatów. Regularnie o tej samej godzinie tracono wiązkę. Pewnego dnia zastrajkowała francuska kolej i nagle okazało się, że akcelerator działał bez zarzutu. Fizycy znaleźli korelację i okazało się, że prąd upływu z trakcji kolejowej, który schodził do tunelu, powodował te perturbacje.

Teraz nie ma już tego problemu?

Tego nie, ale mamy inne. Na przykład przygotowujemy nowe odcinki tunelu pod modernizację LHC, która umożliwi wysoką świetlność wiązki, jej większą intensywność. Kopiemy nowe tunele i aktywność sprzętu, który przygotowuje teren była zauważalna. Widzieliśmy rezonanse na pewnych częstotliwościach, takich, jak działał ten ciężki sprzęt.

W tym momencie jesteście państwo na tyle doświadczeni, że możecie naukowcom powiedzieć, kiedy mogą prowadzić badania, bo nie ma żadnych zakłóceń…

Tak. Typowy sygnał, który przekazujemy fizykom to jest “Stabile beams”. On mówi, że wiązka ma stałe parametry, doprowadzamy do kolizji i fizycy mogą nagrywać skutki tych kolizji. To ważna specyfikacja dla nas i istotny sygnał dla detektorów.

ZOBACZ TAKŻE:

CERN czerpie tyle prądu, ile cały kanton genewski

Wielki Zderzacz Hadronów: Zimniej niż w otwartej przestrzeni kosmicznej