Суперпротонный синхротрон
 Тестовый луч доставлен от СЭС. На фото позитроны с энергией 20 ГэВ используются для калибровки Альфа-магнитного спектрометра . | |
| Общие свойства | |
|---|---|
| Тип ускорителя | Синхротрон |
| Тип луча | протоны , тяжелые ионы |
| Тип цели | Инжектор для БАК , фиксированная цель |
| Свойства балки | |
| Максимальная энергия | 450 ГэВ |
| Физические свойства | |
| Окружность | 6,9 км (4,3 мили) |
| Координаты | 46 ° 14'06 "N 6 ° 02'33" E / 46,23500 ° N 6,04250 ° E |
| учреждение | ЦЕРН |
| Даты работы | 1976 – настоящее время |
| Предшественник | Сп . |
 | |
| Текущие объекты по производству частиц и ядерных технологий | |
|---|---|
| БАК | Ускоряет протоны и тяжелые ионы |
| ЛАГЕРЬ | Ускоряет ионы |
| СПС | Ускоряет протоны и ионы |
| Промсвязьбанк | Ускоряет протоны |
| ПС | Ускоряет протоны или ионы |
| Линак 3 | Вводит тяжелые ионы в LEIR |
| Линак4 | Ускоряет ионы |
| ОБЪЯВЛЕНИЕ | Замедляет антипротоны |
| ЕЛЕНА | Замедляет антипротоны |
| ИЗОЛЬДА | Создает пучки радиоактивных ионов. |
| Врачи | Производит изотопы для медицинских целей |
Суперпротонный синхротрон ( SPS ) — ускоритель частиц синхротронного типа в ЦЕРНе . Он расположен в круглом туннеле диаметром 6,9 км (4,3 мили). [1] на границе Франции и Швейцарии недалеко от Женевы , Швейцария. [2]
История [ править ]
SPS был разработан командой под руководством Джона Адамса , генерального директора того, что тогда называлось Лабораторией II . Первоначально заданный как ускоритель на 300 ГэВ , SPS на самом деле был построен с расчетом на 400 ГэВ — рабочую энергию, которую он достиг в официальную дату ввода в эксплуатацию 17 июня 1976 года. Однако к тому времени эту энергию превзошла Фермилаб , которая достиг энергии 500 ГэВ 14 мая того же года. [3]
SPS использовался для ускорения протонов и антипротонов , электронов и позитронов (для использования в качестве инжектора для Большого электрон-позитронного коллайдера (LEP). [4] ) и тяжелые ионы .
С 1981 по 1991 год СПС работал как адронный (точнее, протон-антипротонный) коллайдер (поэтому он назывался Sp p S) , когда его пучки давали данные для экспериментов UA1 и UA2 , в результате которых были открыты бозоны W и Z. Эти открытия и новый метод охлаждения частиц привели к Нобелевской премии Карло Руббиа и Саймону ван дер Мееру в 1984 году.
С 2006 по 2012 год SPS использовался в эксперименте CNGS для создания нейтрино потока , который должен был быть обнаружен в лаборатории Гран-Сассо в Италии, в 730 км от ЦЕРН.
Текущие операции [ править ]
В настоящее время SPS используется в качестве последнего инжектора для пучков протонов высокой интенсивности для Большого адронного коллайдера (LHC), который начал предварительную эксплуатацию 10 сентября 2008 года и ускоряет протоны с 26 ГэВ до 450 ГэВ. Затем сам БАК ускоряет их до нескольких тераэлектронвольт (ТэВ).
Работа в качестве инжектора по-прежнему позволяет продолжить текущую исследовательскую программу с фиксированной целью , в которой SPS используется для обеспечения пучков протонов с энергией 400 ГэВ для ряда активных экспериментов с фиксированной целью, в частности COMPASS , NA61/SHINE и NA62 .
SPS служил и продолжает использоваться в качестве испытательного стенда для новых концепций в физике ускорителей. В 1999 году он служил обсерваторией для изучения явления электронного облака . [5] В 2003 году SPS стал первой машиной, на которой гамильтонового резонанса . непосредственно измерялись условия [6] А в 2004 году были проведены эксперименты по устранению пагубных последствий встречи лучей (как на БАКе). [7]
SPS ВЧ-резонаторы работают на центральной частоте 200,2 МГц .
Основные открытия [ править ]
К основным научным открытиям, сделанным в ходе экспериментов на СПС, относятся следующие.
- 1983: Открытие W- и Z-бозонов в экспериментах UA1 и UA2 . [8] 1984 года Нобелевская премия по физике была присуждена Карло Руббиа и Симону ван дер Мееру за разработки, которые привели к этому открытию.
- 1999: Открытие прямого нарушения CP в эксперименте NA48 . [9]
для БАК светимости Обновление высокой
Большой адронный коллайдер потребует модернизации , чтобы значительно увеличить его светимость в 2020-х годах . Это потребует модернизации всей цепочки линейного ускорителя/предварительного инжектора/инжектора, включая SPS.
В рамках этого SPS должен будет иметь возможность обрабатывать луч гораздо более высокой интенсивности. Одним из улучшений, рассматривавшихся в прошлом, было увеличение энергии извлечения до 1 ТэВ. [10] Однако энергия извлечения будет сохранена на уровне 450 ГэВ, пока будут модернизированы другие системы. Система ускорения будет модифицирована для работы с более высокими напряжениями, необходимыми для ускорения луча более высокой интенсивности. Система сброса луча также будет модернизирована, чтобы она могла принимать луч более высокой интенсивности без существенных повреждений. [11]
Примечания и ссылки [ править ]
- ^ «Презентация SPS на домашней странице AB-OP-SPS» . Архивировано из оригинала 5 октября 2011 г. Проверено 15 сентября 2008 г.
- ^ Информация о сайтах ЦЕРН , заархивированная 8 июля 2012 г. на archive.today . ЦЕРН . Обновлено 26 января 2010 г.
- ^ Курьер ЦЕРН
- ^ Коллайдер LEP - от проектирования до утверждения и ввода в эксплуатацию. Архивировано 18 июня 2014 г. в Wayback Machine , С. Майерс, раздел 3.8. Последний раз обращались 28 февраля 2010 г.
- ^ «Наблюдение за электронным облаком» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 29 сентября 2011 г. Проверено 20 июля 2006 г.
- ^ Измерение условий резонансного вождения. Архивировано 16 июля 2011 г. в Wayback Machine.
- ^ «Проводная компенсация» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 29 сентября 2011 г. Проверено 24 июля 2006 г.
- ^ «CERN.ch La» . Public.web.cern.ch . Проверено 20 ноября 2010 г.
- ^ Фанти, В.; и др. (1999). «Новое измерение прямого CP-нарушения в двух пионных распадах нейтрального каона». Буквы по физике Б. 465 (1–4): 335–348. arXiv : hep-ex/9909022 . Бибкод : 1999PhLB..465..335F . дои : 10.1016/S0370-2693(99)01030-8 . S2CID 15277360 .
- ^ Супер-СПС
- ^ Ханке, Клаус; Дамерау, Хейко; Делеу, Аксель; Функен, Энн; Гароби, Роланд; Жилардони, Симона; Гилберт, Николас; Годдард, Бреннан; Хольцер, Ева Барбара; Ломбарди, Алессандра; Манглунки, Джанго; Меддахи, Малика; Микулек, Беттина; Шапошникова, Елена; Вретенар, Маурицио (2014). «Статус проекта LIU в ЦЕРН» . Материалы 5-го Межд. Конференция по ускорителям частиц . ИПАК2014. Пети-Жан-Женаз Кристин (Ред.), Ардуини Джанлуиджи (Ред.), Мишель Петер (Ред.), Шаа, Фолькер Р.В. (Ред.): 3 страницы, 0,320 МБ. doi : 10.18429/JACOW-IPAC2014-THPME070 .
Внешние ссылки [ править ]
СМИ, связанные с суперпротонным синхротроном, на Викискладе? - Запись эксперимента СФС на INSPIRE-HEP
