Dust-induced beam losses in the cryogenic arcs of the CERN Large Hadron Collider
Notice bibliographique
Résumé
The interaction of dust particles with the LHC proton beams accounts for a major fraction of irregular beam loss events observed in LHC physics operation. The events cease after a few beam revolutions because of the expulsion of dust particles from the beam once they become ionized in the transverse beam tails. Despite the transient nature of these events, the resulting beam losses can trigger beam aborts or provoke quenches of superconducting magnets. In this paper, we study the characteristics of beam-dust particle interactions in the cryogenic arcs by reconstructing key observables like nuclear collision rates, loss durations and integral losses per event. The study is based on events recorded during 6.5 TeVoperation with stored beam intensities of up to 3 10 14 protons per beam. We show that inelastic collision rates can reach almost 10 12 collisions per second, resulting in a loss of up to 1.6 10 8 protons per event. We demonstrate that the experimental distributions and their dependence on beam parameters can be described quantitatively by a previously developed simulation model if dust particles are assumed to be attracted by the beam. The latter finding is consistent with recent time profile studies and yields further evidence that dust particles carry a negative charge when entering the beam. We also develop different hypotheses regarding the absence of higher-loss events in the measurements, although such events are theoretically not excluded by the simulation model. The results provide grounds for predicting dust-induced beam losses in the presence of higher-intensity beams in future runs of the High-Luminosity LHC.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».