ALICE to jeden z czterech wielkich eksperymentów Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC), poświęcony badaniu stanu materii zwanego plazmą kwarkowo-gluonową. Wszechświat znajdował się w tym stanie mniej więcej do jednej milionowej sekundy po Wielkim Wybuchu. Nie było wtedy jeszcze normalnych cząstek, a tylko ich składniki, właśnie kwarki i gluony. Wielki Zderzacz Hadronów pozwala osiągnąć ten stan przez zderzenia jonów ołowiu, następujące we wnętrzu detektora. Następnie, obserwując cząstki, które powstają podczas procesu schładzania się tej plazmy można badać jej własności. Jak mówi polskim dziennikarzom prof. Marek Kowalski, ALICE jest w tej chwili nieco "roznegliżowana", brakuje dwóch najbardziej wewnętrznych detektorów.
ALICE to skrót od nazwy A Large Ion Collider Experiment. W trakcie obecnej przerwy modernizacyjnej LHC w tym detektorze gruntownie modernizuje się prawie cały system pomiaru cząstek naładowanych, zaczynając od instalacji krzemowych detektorów monolitycznych (trackerów krzemowych), w bezpośrednim sąsiedztwie punktu oddziaływania, a kończąc na dogłębnej modernizacji głównego detektora śladów, tzw. komory projekcji czasowej (TPC).
W ALICE całkowitej wymianie ulegają też moduły odczytu sygnałów. Nowe, wykonane w innej technologii, umożliwią odczyt przy znacznie zwiększonej częstości zderzeń podczas nowego okresu pracy LHC.
ALICE wykorzystuje najpotężniejszy na świecie "ciepły" elektromagnes, to znaczy taki, który pracuje w normalnej temperaturze, nie w warunkach nadprzewodnictwa. Sam ten magnes waży tyle, ile wieża Eiffela.
ZOBACZ: To tu odkryto bozon Higgsa. Spacer w tunelu Wielkiego Zderzacza Hadronów
Średnica całego magnesu to 15 metrów, komora projekcji czasowej, która została w tej chwili wymontowana, ma średnicę 5 metrów. Część detektorów pozostała, są to detektory promieniowania przejścia, liczniki czasu przelotu, służące do identyfikacji cząstek. Nie ma detektorów śladowych, rejestrujących punkty na torze cząstki. Dzięki nim można potem odtworzyć trajektorie cząstek, uzyskać informacje o ich pędzie i ładunku.
Detektory identyfikacyjne dają informacje o masie cząstki. To daje pełny opis wyprodukowanych z plazmy kwarkowo-gluonowej cząstek. Na podstawie charakterystyk tych wyprodukowanych cząstek wnioskuje się o tym, co się stało w punkcie zderzenia. Stan plazmy kwarkowo-gluonowej, wytworzony w takim eksperymencie, żyje bardzo krótko, rzędu 10 do -23 sekundy, znacznie krócej niż we wczesnym Wszechświecie.
Badania oparte są o analizę statystyczną - mówi prof. Kowalski. Analizując wiele milionów przypadków widzimy, że część cząstek ma takie charakterystyki jakich spodziewamy się jako wyprodukowanych z plazmy kwarkowo-gluonowej, nie z takiego zwykłego oddziaływania silnego, w którym plazma nie powstała. Na pierwszy rzut oka trudno powiedzieć, że w tym przypadku plazma powstała, a w tamtym nie. Zwiększenie świetlności akceleratora i tym samym częstotliwości zderzeń cząstek pozwoli badać procesy, które występują rzadziej, ocenia się, że po modernizacji ALICE będzie przynosić około 100 razy więcej danych.
Źródłem jonów ołowiu jest akcelerator Linac 3, który ma pracować jeszcze do 2022 roku. To tam bloczek ołowiu jest zamieniany w parę, którą potem przepuszcza się przez szereg folii z różnych materiałów, by pozrywać z atomów wszystkie elektrony i zostawić same jądra ołowiu. Linac 3 zużywa przez dwa tygodnie pracy zaledwie około 500 miligramów ołowiu. Poprawa intensywności wiązki będzie możliwa tym razem bez zmiany źródła, dzięki poprawie parametrów samego akceleratora.
Twoja przeglądarka nie obsługuje standardu HTML5 dla audio
W październiku 2019 roku przedstawiciele polskich mediów, korzystając z długiej przerwy modernizacyjnej LHC, mieli możliwość zwiedzania akceleratora. CERN poprzez swoich przedstawicieli w EPPCN (European Particle Physics Communication Network) zaprasza dziennikarzy z krajów członkowskich i stowarzyszonych do odwiedzenia swej siedziby, w szczególności zapoznania się z udziałem naukowców z danego kraju w prowadzonych tu badaniach. Podczas dwudniowej wizyty polscy dziennikarze reprezentujący prasę, radio i media online zwiedzili dwa spośród wielkich eksperymentów na Wielkim Zderzaczu Hadronów, CMS i ALICE, tunel samego akceleratora, a także inne laboratoria i projekty ze znaczącym udziałem polskich grup badawczych. Wszędzie byli oprowadzani przez polskich ekspertów.