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

Здание бывшего ускорителя LEP Injector Linac (LIL) в ЦЕРНе, где впоследствии разместился испытательный стенд CLIC. Зеленый знак LIL до сих пор виден на левой стороне здания 2001.

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.

Первый электронный пучок с энергией 80 кэВ был получен 23 мая 1985 года. 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. Итак, в 1987 году комплекс ЛПИ заработал на полную мощность. 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 осуществлена ​​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.

ФИАН служил источником электронов и позитронов для ЛЭП с 1989 г. по 7 ноября 2000 г., когда на ЛЭП были доставлены последние пучки. Тем не менее, источник продолжал работать для других экспериментов до апреля 2001 г. (см. раздел ниже). 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. В конце 2016 года CTF3 прекратил свою работу. С 2017 года он был преобразован в Линейный ускоритель электронов для исследований ЦЕРН (CLEAR).

Операция

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 . 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.

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.

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. EPA имело окружность 125,7 м, что соответствовало ровно одной пятой окружности PS.

Другие эксперименты

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

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.

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. SLF 42 использовался для исследования геттерных полосок, которые готовились к использованию в вакуумных камерах БАК.

Последним успехом LPI стал эксперимент PARRNe : электроны, полученные с помощью гамма-лучей , генерируемых LPI , использовались для создания богатых нейтронами радиоактивных атомов криптона и ксенона.