LHC 质子 - 质子项目实验的未来愿望与约束

LHC 机器在四个不同的相互作用点 hosting 六个不同的实验，且运行条件要求差异巨大，在亮度产生的头三年（2010-2012 年，Run 1）中面临着一长串挑战，其中许多挑战由于极高束流亮度导致的不稳定性而可能限制性能。尽管如此，LHC 克服了这些挑战，表现出极高的效率， routinely 以两倍于设计值的束流亮度运行，超过三分之一的时间处于物理碰撞状态，平均亮度寿命超过 10 小时，且实验中的本底条件极佳。虽然未来的高亮度质子 - 质子运行模式的实验运行配置大体保持不变，但能量和亮度应显著增加，这使得事先评估相关的束流 - 束流效应对于保证高性能至关重要。特别感兴趣的是需要在不同实验中单独进行亮度平坦化（levelling）。作为“平坦化”的更通用版本，亮度控制一直是 LHCb 成功的核心，并在很大程度上也是 ALICE 在 Run 1 期间成功的关键。随着能量和潜在亮度的增加，所有实验在未来某个时刻都可能需要亮度控制，以此作为控制堆积条件和触发率的手段，也可能作为优化积分亮度的一种方式。本文从实验的角度回顾了控制亮度的各种动机和可能性，并概述了目前视角下实验的未来运行条件和需求，旨在为不同选项提供指导方针。