ТОРТ

Ускоритель высокой энергии
Исследовательская организация
Организация по исследованию ускорителей высоких энергий
Учредил	1 апреля 1997 г.
Штаб-квартира	Цукуба , Ибараки , Япония.
Генеральный директор	Масанори Ямаути
Принадлежности	Министерство образования, культуры, спорта, науки и технологий
Веб-сайт	http://www.kek.jp/en/

Исследовательская организация по ускорителям высоких энергий Kō ( . Enerugī Kasokuki Kenkyū Kiko ) — японская организация , управляющая крупнейшей лабораторией физики элементарных частиц в Цукубе , префектура Ибараки Он был создан в ^[1] Термин «КЕК» также используется для обозначения самой лаборатории, в которой работает около 695 сотрудников. ^[2] Основная функция KEK — предоставление ускорителей частиц и другой инфраструктуры, необходимой для физики высоких энергий , материаловедения , структурной биологии , радиационной науки, информатики , ядерной трансмутации и так далее. В KEK были проведены многочисленные эксперименты в рамках внутреннего и международного сотрудничества, в которых они использовались. Макото Кобаяши , почетный профессор KEK, известен во всем мире своими работами по CP-нарушениям и был удостоен Нобелевской премии по физике 2008 года .

36 ° 08'55 "N 140 ° 04'37" E / 36,14861 ° N 140,07694 ° E / 36,14861; 140.07694

История

KEK была создана в 1997 году в результате реорганизации Института ядерных исследований, Токийского университета (основана в 1955 году), Национальной лаборатории физики высоких энергий (основана в 1971 году) и Лаборатории мезонных наук Токийского университета (основана в 1988 году). ^[1] Однако реорганизация не представляла собой простое слияние вышеупомянутых лабораторий. Таким образом, КЕК был не единственным новым институтом, созданным в то время, поскольку не все работы головных институтов подпадали под сферу физики высоких энергий; например, Центр ядерных исследований Токийского университета был одновременно создан для ядерной физики низких энергий в рамках исследовательского партнерства с RIKEN .

1971 : Создана Национальная лаборатория физики высоких энергий (КЕК).
1976 : Протонный синхротрон (ПС) произвел пучок с энергией 8 ГэВ, как и было задумано. ПС достиг 12 ГэВ.
1978 : Были основаны Ускорительный комплекс по использованию синхротронов и Фотонная фабрика (ФФ).
1982 : ПФ удалось сохранить электронный пучок с энергией 2,5 ГэВ .
1984 : Передвижной кольцевой накопительный ускоритель с пересекающимся кольцом в Ниппоне (TRISTAN). Накопительное кольцо (AR) ускорило электронный луч до 6,5 ГэВ.
1985 : AR ускорила пучок позитронов до 5 ГэВ.
1986 : Главное кольцо ТРИСТАН (MR) ускорило электронные и позитронные пучки до 25,5 ГэВ.
1988 : Энергия МР была повышена до 30 ГэВ с помощью сверхпроводящих ускорительных резонаторов.
1989 созданы кафедры ускорительного и синхротронного излучения : В Высшем университете перспективных исследований .
1994 : Начало строительства завода KEKB B.
1995 : Завершены эксперименты ТРИСТАН ( ЭМИ , ДЖЕЙД, ТОПАЗ, ВЕНЕРА).
1997 : Создана Исследовательская организация по ускорителям высоких энергий.
1998 : Первое хранилище пучков на кольце KEKB (KEK B-factory).
1999 с длинной базой : Начался эксперимент «Осцилляция нейтрино » ( K2K ). Эксперимент Belle в КЕКБ начал работу.
2001 : Начало строительства ускорителей протонов высокой интенсивности ( J-PARC ).
2004 : Стал исследовательской организацией по ускорителям высоких энергий Корпорации межуниверситетского научно-исследовательского института. Эксперимент К2К завершился.
2005 : Открыт кампус Токай. Эксперименты на PS закончились.
2006 : J-PARC . Основан Центр
2008 : Профессор Макото Кобаяши получил Нобелевскую премию по физике 2008 года .
2009 : J-PARC . Завершено строительство
2016: Первые повороты и успешное хранение пучков в SuperKEKB электронных и позитронных кольцах ^[3]
2017: Завершен ввод в эксплуатацию эксперимента Belle II в Цукубе, Япония.
2018: Первые столкновения лучей SuperKEKB внутри детектора Belle II ^[4]

Организация

КЕК имеет четыре основные лаборатории.

Ускорительная лаборатория: Лаборатория по изучению, разработке, созданию и управлению ускорителями частиц .
Институт элементарных частиц и ядерных исследований: лаборатория физики на постаменте для изучения физики элементарных частиц , ядерной физики и астрофизики .
Институт структуроведения материалов: лаборатория прикладной физики для изучения структур материалов.
Лаборатория прикладных исследований: Лаборатория, используемая для поддержки исследований с использованием ускорителей частиц .

Ученые КЭК проводят обучение аспирантов Школы ускорительной науки высоких энергий Высшего университета перспективных исследований .

Расположение

Кампус Цукуба: 1-1 Охо, Цукуба, Ибараки 305-0801, Япония
Кампус Токай: Ширане Сираката, 2–4, Токай-мура, Нака-гун, Ибараки 319-1195, Япония.

Ускорители частиц

Текущий комплекс

SuperKEKB : электрон-позитронный коллайдер и обновление до KEKB . С двумя накопителями: электронным накопителем на 7 ГэВ и позитронным накопителем на 4 ГэВ . Длина окружности составляет около 3,016 км. большие количества B-мезонов и анти- B-мезонов, Будут генерироваться что обеспечит данные для эксперимента Belle II .
Фотонная фабрика электронов (PF): накопитель используется для с синхротронным светом экспериментов . Длина окружности около 187 м. Энергия электронного пучка составляет 2,5 ГэВ.
Усовершенствованное кольцо Photon Factory (PF-AR): кольцо для хранения электронов используется для с синхротронным светом экспериментов . Этот ускоритель генерирует высокоинтенсивное импульсное рентгеновское излучение с электронным пучком 6,5 ГэВ. Длина окружности составляет около 377 м. Это кольцо раньше работало как разгонный синхротрон для ТРИСТАНа, электрон-позитронного коллайдера, и первоначально называлось накопительным кольцом ТРИСТАНА (AR).

KEK e+/e- Linac: линейный ускорительный комплекс, используемый для инжекции электронов с энергией 8,0 ГэВ и позитронов с энергией 3,5 ГэВ в KEKB. Линейный ускоритель также обеспечивает электроны с энергией 2,5 ГэВ для PF и электроны с энергией 6,5 ГэВ для PF-AR. В последние годы Linac был модернизирован для SuperKEKB .
Испытательная установка ускорителя (ATF). Испытательный ускоритель предназначен для генерации луча со сверхнизким эмиттансом. Это один из важнейших методов реализации будущего электрон-позитронного линейного коллайдера. Энергия пучка электронов при нормальной работе составляет 1,28 ГэВ.
Испытательная установка для сверхпроводящих радиочастот (STF): испытательная установка для создания и эксплуатации испытательного линейного ускорителя с высокоградиентными сверхпроводящими полостями в качестве прототипа основных линейных систем для Международного линейного коллайдера (ILC).
Японский исследовательский комплекс ускорителей протонов ( J-PARC ): комплекс ускорителей протонов, состоящий в основном из линейного ускорителя на 600 МэВ , синхротрона на 3 ГэВ и синхротрона на 50 ГэВ . J-PARC был создан в сотрудничестве KEK и JAEA и используется в ядерной физике , физике элементарных частиц , мюонной науке, нейтронной науке, системах, управляемых ускорителями (ADS) и ряде других приложений.
Цифровой ускоритель КЕК (КЕК-ДА) представляет собой модернизацию бустерного протонного синхротрона КЕК на 500 МэВ, который был остановлен в 2006 году. Существующие линейный ускоритель с дрейфовой трубкой на 40 МэВ и высокочастотный резонатор были заменены источником ионов электронного циклотронного резонанса (ЭЦР). встроены в высоковольтный вывод 200 кВ и индукционные ускорительные ячейки соответственно. DA, в принципе, способен ускорять любые виды ионов во всех возможных зарядовых состояниях. ^[5]

Остановочный комплекс

Протонный синхротрон ( ПС ): Ускорительный комплекс для ускорения протонов до 12 ГэВ. PS состоял в основном из предварительного ускорителя на 750 кэВ, линейного ускорителя на 40 МэВ , бустерного синхротрона на 500 МэВ и главного кольца на 12 ГэВ. PS использовался в ядерной физике и физике элементарных частиц . PS также предоставил пучок протонов с энергией 12 ГэВ для линии пучка нейтрино в KEK для эксперимента KEK в Камиока ( K2K ). ПС достигла проектной энергии 8 ГэВ в 1976 году. ПС была остановлена в 2007 году.
Линия нейтринного луча: линия луча для направления нейтрино в Супер-Камиоканде , который находится примерно в 250 км от КЕК, и по осцилляциям нейтрино эксперимент под названием K2K проводился с 1999 по 2004 год. по осцилляциям нейтрино Эксперимент под названием Токай в Камиока ( T2K ) проводится с использованием J-PARC с 2009 года.
Мобильный ускоритель-накопитель с пересекающимися кольцами в Ниппоне (ТРИСТАН): электрон-позитронный коллайдер эксплуатировался с 1987 по 1995 год. Основной целью было обнаружение топ-кварка . Энергия электронов и позитронов составляла 30 ГэВ. У ТРИСТАНА было три детектора: ТОПАЗ, ВЕНЕРА и ЭМИ. КЕКБ был построен за счет использования туннеля ТРИСТАН.

Бег и планы на будущее

SuperKEKB : электрон-позитронный коллайдер, состоящий из накопителя позитронов на 4 ГэВ электронов на 7 ГэВ и накопителя , для достижения более высокой светимости за счет увеличения тока луча, фокусировки лучей в точке взаимодействия и создания электромагнитного пучка-луча. взаимодействия небольшие. Целевая яркость установлена на 8×10. ³⁵ см ⁻² с ⁻¹, что примерно в 60 раз превышает первоначальную проектную стоимость КЭКБ. SuperKEKB принял нано-лучевую схему. KEK построит новое демпфирующее кольцо для генерации пучка позитронов наномасштаба. В октябре 2010 года правительство Японии официально одобрило проект SuperKEKB, а в июне 2010 года первоначальный бюджет в 100 миллионов долларов (100 иен = 1 доллар) для Программы поддержки очень передовых исследований был выделен на 2010-2012 годы. Общий бюджет программы составляет около 315 миллионов долларов (100 иен = 1 доллар). Модернизация будет завершена, а первые столкновения проведены в 2018 году. Наибольшая светимость будет достигнута в 2021 году. Эксперимент Belle II будет проводиться с использованием SuperKEKB .
Компактный линейный ускоритель с рекуперацией энергии (cERL): испытательный ускоритель для будущего источника синхротронного света под названием Energy Recovery Linac (ERL). cERL будет изучать неопределенность физики ускорителей в ERL посредством пучковых экспериментов. Ввод в эксплуатацию пучка в ЦЭРЛ запланирован на 2013 год с использованием электронного пучка с энергией 35 МэВ. У KEK есть план по созданию ERL на 5 ГэВ, обеспечивающего сверхвысокую яркость и ультракороткоимпульсный синхротронный свет, после экспериментов cERL.
Международный линейный коллайдер (ILC): будущий электрон-позитронный линейный коллайдер, состоящий из сверхпроводящих полостей длиной примерно 31 километр и двух демпфирующих колец для электронов и позитронов с окружностью 6,7 километра. Энергия электронов и позитронов составит до 500 ГэВ с возможностью повышения до 1 ТэВ. В работе ILC задействованы около 300 лабораторий и университетов по всему миру: над проектом ускорителя работают более 700 человек, над разработкой детектора — еще 900 человек. Работу по проектированию ускорителя координирует Global Design Effort, а работу по физике и детектору — World Wide Study. ^[6]

Компьютеры ^[7]

У KEK есть компьютеры, которые являются самыми быстрыми в Японии, а Центр компьютерных исследований KEK управляет компьютерными системами. Теоретическая производительность суперкомпьютера SR16000 производства Hitachi составляет 46 Тфлопс . Теоретическая производительность Blue Gene суперкомпьютера Solution от IBM составляет 57,3 терафлопс. Эти суперкомпьютеры в основном использовались для изучения квантовой хромодинамики и физики численных ускорителей , и эти суперкомпьютеры были закрыты, чтобы в будущем представить следующий суперкомпьютер. Центр компьютерных исследований также управляет другими компьютерными системами: KEKCC, Компьютерной системой B-factory и Компьютерной системой синхротронного света.

KEK разместил первый веб-сайт в Японии 30 сентября 1992 года. Оригинальный веб-сайт можно увидеть до сих пор. ^[8]

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «История» . КЕК . Проверено 12 августа 2016 г.
^ Различные данные (на японском языке). КЕК . Проверено 12 августа 2016 г.
^ «2 марта 2016 - КЕК: Первые повороты и успешное хранение пучков в электронных и позитронных кольцах СуперКЭКБ» . www.interactions.org . Март 2016 года . Проверено 10 августа 2016 г.
^ «Отчет с места в КЕК: электроны и позитроны впервые сталкиваются в ускорителе СуперКЭКБ» . 26 апреля 2018 года . Проверено 29 мая 2018 г.
^ Т. Ивашита; и др. (2011). «Цифровой ускоритель КЕК» . Специальные темы физического обзора: ускорители и пучки . 14 (7): 071301. Бибкод : 2011PhRvS..14g1301I . doi : 10.1103/PhysRevSTAB.14.071301 .
^ ILC-Факты и цифры
^ Центр вычислительных исследований в КЕК
^ Первый веб-сайт в Японии (яп.)

Внешние ссылки

[history-1] Jump up to: ^а ^б «История» . КЕК . Проверено 12 августа 2016 г.

[2] Различные данные (на японском языке). КЕК . Проверено 12 августа 2016 г.

[3] «2 марта 2016 - КЕК: Первые повороты и успешное хранение пучков в электронных и позитронных кольцах СуперКЭКБ» . www.interactions.org . Март 2016 года . Проверено 10 августа 2016 г.

[4] «Отчет с места в КЕК: электроны и позитроны впервые сталкиваются в ускорителе СуперКЭКБ» . 26 апреля 2018 года . Проверено 29 мая 2018 г.

[5] Т. Ивашита; и др. (2011). «Цифровой ускоритель КЕК» . Специальные темы физического обзора: ускорители и пучки . 14 (7): 071301. Бибкод : 2011PhRvS..14g1301I . doi : 10.1103/PhysRevSTAB.14.071301 .

[6] ILC-Факты и цифры

[7] Центр вычислительных исследований в КЕК

[8] Первый веб-сайт в Японии (яп.)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

Базы данных авторитетного контроля
Международный	ЯВЛЯЮТСЯ ВИАФ
Национальный	Германия Израиль Соединенные Штаты Швеция Япония Чешская Республика Польша
академики	ЦиНии