LEP Предварительный инжектор
был Предварительный инжектор LEP (LPI) первоначальным источником, который поставлял электроны и позитроны в Большого ускорительный комплекс ЦЕРН для электрон-позитронного коллайдера (LEP) с 1989 по 2000 год.
LPI включал в себя LEP-инжектор Linac (LIL) и электрон-позитронный аккумулятор (EPA) .
LEP Инжектор Линак
ЛИЛ-В с электрон-позитронным преобразователем
Электрон-Позитронный Аккумулятор
История
[ редактировать ]
После закладки фундамента коллайдера LEP в сентябре 1983 года, в 1984 году была завершена разработка схемы впрыска LEP Pre-Injector (LPI).Строительство было запланировано и реализовано в тесном сотрудничестве с Лабораторией линейного ускорения (LAL) в Орсе, Франция. Поскольку раньше в ЦЕРНе не было ускорителей электронов/позитронов, LAL была ценным источником знаний и опыта в этом отношении. [1]
Первый электронный пучок с энергией 80 кэВ был получен 23 мая 1985 года. [2] LIL вводил электроны с энергией 500 МэВ в EPA с июля 1986 года, и вскоре после этого EPA достигло проектной интенсивности. То же самое было достигнуто и для позитронов в апреле 1987 г. [1] Итак, в 1987 году комплекс ЛПИ заработал на полную мощность. [3] В течение следующих двух лет ускорительная система была введена в эксплуатацию, пропуская пучки электронов и позитронов через LIL, EPA, Протонный синхротрон (PS), Суперпротонный синхротрон (SPS), пока, наконец, не достигла LEP. Первая инъекция в кольцо LEP была сделана 14 июля 1989 года, на день раньше, чем первоначально планировалось. Первые столкновения произошли 13 августа, а первый физический прогон, позволивший экспериментам LEP собрать данные, состоялся 20 сентября. [4]
ФИАН служил источником электронов и позитронов для ЛЭП с 1989 года по 7 ноября 2000 года, когда на ЛЭП были доставлены последние пучки. Тем не менее, источник продолжал работать для других экспериментов до апреля 2001 г. (см. раздел ниже). [5] После этого начались работы по переоборудованию установки LPI для использования в испытательном стенде CLIC 3 (CTF3), который проводил предварительные исследования и разработки для будущего компактного линейного коллайдера (CLIC). Конверсия происходила поэтапно: на первом этапе (так называемом предварительном этапе) ввод ускорителя начался в сентябре 2001 года. [6] В конце 2016 года CTF3 прекратил свою работу. С 2017 года он был преобразован в Линейный ускоритель электронов для исследований ЦЕРН (CLEAR). [7]
Операция
[ редактировать ]LPI включал в себя LEP Injector Linac (LIL) , который состоял из двух частей ( LIL V и LIL W ), а также электрон-позитронный аккумулятор (EPA) .
LIL состоял из двух последовательно соединенных линейных ускорителей общей длиной около 100 метров. пушки были созданы электроны с энергией 80 кэВ Сначала в начальной точке LIL V с помощью термоэлектронной . [8] Затем LIL V ускорил электроны большими токами до энергии около 200 МэВ. Их либо ускоряли дальше, либо использовали для создания позитронов, их античастиц . В начале LIL W, последовавшего сразу за LIL V, электроны попадали на вольфрамовую мишень, где рождались позитроны. В LIL W и электроны, и позитроны могли быть ускорены до 500 МэВ при более низких токах, чем в LIL V. В первоначальных отчетах LIL был разработан для достижения энергии пучка 600 МэВ. Однако уже в первые месяцы работы стало ясно, что выходная энергия 500 МэВ позволяет обеспечить более надежную работу машины. [8]
LIL состоял из так называемых S-диапазона ускорителей . В этих линейных ускорителях использовался мощностью 35 МВт импульсный клистрон , который возбуждал микроволновые резонаторы на частоте 3 ГГц, что ускоряло электроны и позитроны. [8]
После прохождения через LIL частицы инжектировались в EPA, при этом электроны вращались по часовой стрелке, а позитроны - против часовой стрелки. Там оба типа частиц были накоплены для достижения достаточной интенсивности луча и согласования высокочастотного выхода LIL (100 Гц) с частотой, на которой работал PS (приблизительно 0,8 Гц). После прохождения EPA частицы доставлялись в PS и SPS для дальнейшего ускорения, прежде чем они достигли конечного пункта назначения — LEP. [9] EPA имело окружность 125,7 м, что соответствовало ровно одной пятой окружности PS. [10]
Другие эксперименты
[ редактировать ]ЛПИ не только поставлял в ЛЭП электроны и позитроны, но и снабжал различные эксперименты и испытательные установки, расположенные непосредственно в инфраструктуре ЛПИ.
Первым из них был эксперимент «Один электрон на ипподроме» (HSE) . Необычный запрос на одиночные электроны был сделан в марте 1988 года коллаборацией L3 . К концу 1988 года установка уже работала, что позволило провести точную калибровку детектора L3 должен был быть установлен на LEP . , который вскоре [11]
Те частицы, которые не были отклонены в EPA при выходе из LIL, были направлены прямо в «линию сброса». Там, в центре кольца EPA, Экспериментальная зона LIL (LEA) была создана . Электроны, поступающие туда, использовались для множества различных применений на протяжении всей работы LIL, тестирования и подготовки LEP, а затем и LHC детекторов . Самым известным является то, что оптические волокна для одного из калориметров CMS были протестированы здесь в 2001 году во время подготовки БАКа. [5]
Кроме того, две установки синхротронного света SLF 92 и SLF 42 использовали синхротронное излучение , испускаемое электронами, вращающимися вокруг EPA. До начала 2001 года воздействие синхротронного излучения на вакуумные камеры БАК изучалось на SLF 92 с помощью эксперимента COLDEX. [12] SLF 42 использовался для исследования геттерных полосок, которые готовились к использованию в вакуумных камерах БАКа. [5]
Последним успехом LPI стал эксперимент PARRNe : электроны, полученные с помощью гамма-лучей , генерируемых LPI , использовались для создания богатых нейтронами радиоактивных атомов криптона и ксенона. [13] [5]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Сервер документов ЦЕРН | DJ Warner: Новые и предлагаемые линейные ускорители в ЦЕРНе: инжектор LEP (e+/e-) и инжектор тяжелых ионов (Pb) SPS (1988) , дата обращения 24 июля 2018 г.
- ↑ Бюллетень ЦЕРН № 24 (1985). Проверено 30 июля 2018 г.
- ^ Хюбнер, Курт; Карли, Кристиан; Стееренберг, Ренде; Бернет, Жан-Поль; Ломбарди, Алессандра; Хасерот, Гельмут; Вретенар, Маурицио; Кюхлер, Детлеф; Манглунки, Джанго; Зиклер, Томас; Мартини, Мишель; Мори, Стефан; Метраль, Элиас; Жилардони, Симона; Мёль, Дитер; Шанель, Мишель; Штайнбах, Чарльз; Скривенс, Ричард; Льюис, Джулиан; Ринольфи, Луи; Джованноцци, Массимо; Хэнкок, Стивен; Пласс, Гюнтер; Гароби, Роланд (2013). Пятьдесят лет протонному синхротрону ЦЕРН: Том 2 . Желтые отчеты ЦЕРН: Монографии. doi : 10.5170/CERN-2013-005 . ISBN 9789290833918 . S2CID 117747620 .
- ^ Сервер документов ЦЕРН | С. Майерс: Коллайдер LEP, от проектирования до утверждения и ввода в эксплуатацию (1990). Проверено 30 июля 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с д Бюллетень ЦЕРН 20/2001: LPI выходит на высокой ноте Проверено 31 июля 2018 г.
- ^ Сервер документов ЦЕРН | Г. Гешонке и А. Гиго (редакторы): Отчет о проекте CTF3 (2002 г.) , дата обращения 31 июля 2018 г.
- ^ Официальная домашняя страница CLEAR , дата обращения 31 июля 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с Дж. МакМонагл и др.: Долгосрочные характеристики системы клистронного модулятора S-диапазона в предварительном инжекторе CERN LEP (2000). Получено 30 июля 2018 г.
- ^ Сервер документов ЦЕРН | Ф. Дюпон: Статус инжекторных ускорителей LEP (e+/e-) (1984 г.), дата обращения 30 июля 2018 г.
- ^ Сервер документов ЦЕРН | С. Джилардони, Д. Манглуки: Пятьдесят лет протонному синхротрону ЦЕРН. Том. II (2013). Проверено 10 июля 2018 г.
- ^ Сервер документов ЦЕРН | Б. Фраммери и др.: Одиночные электронные пучки из предварительного инжектора LEP (1989). Получено 31 июля 2018 г.
- ^ Сервер документов ЦЕРН | В. Баглин и др.: Исследования синхротронного излучения экрана дипольного луча БАК с помощью COLDEX (2002). Дата обращения 31 июля 2018 г.
- ^ Сервер документов ЦЕРН | С. Эссабаа и др.: Исследование новой экспериментальной зоны PARRNe с использованием электронного линейного ускорителя, близкого к тандему Орсе (2002). Получено 31 июля 2018 г.
| Большой адронный коллайдер (БАК) | |
|---|---|
| Большой электрон-позитронный коллайдер (LEP) | |
| Суперпротонный синхротрон (СПС) | |
| Протонный синхротрон (ПС) | |
| Линейные ускорители | |
| Другие ускорители | |
| ИЗОЛЬДЕ объект | |
| Неускорительные эксперименты | |
| Будущие проекты | |
| Похожие статьи |
|
