Антипротонный аккумулятор
 | |
| Ключевые эксперименты Sp p S | |
|---|---|
| UA1 | Подземная зона 1 |
| UA2 | Подземная зона 2 |
| UA4 | Подземная зона 4 |
| UA5 | Подземная зона 5 |
| Sp p S Преускорители | |
| ПС | Протонный синхротрон |
| АА | Антипротонный аккумулятор |
Антипротонный аккумулятор ( АА ) представлял собой инфраструктуру, связанную с протон-антипротонным коллайдером (Sp p S) – модификацией суперпротонного синхротрона (SPS) – в ЦЕРНе . [1] [2] АА была построена в 1979 и 1980 годах для производства и накопления антипротонов . [3] [4] В Sp p S антипротоны сталкивались с протонами, достигая столкновений в центре масс с энергией ок. 540 ГэВ (позже повышена до 630 ГэВ и наконец, в импульсном режиме, до 900 ГэВ). В нескольких экспериментах были зафиксированы данные столкновений, в первую очередь эксперименты UA1 и UA2 , где в 1983 году были открыты W- и Z-бозоны .
Идею проекта разработал и пропагандировал К. Руббиа , за что получил Нобелевскую премию в 1984 году . [5] Он разделил премию с Симоном ван дер Меером , чье изобретение метода стохастического охлаждения впервые сделало возможным крупномасштабное производство антипротонов.
Операция
[ редактировать ]
Антипротоны были получены путем направления интенсивного пучка протонов с импульсом 26 ГэВ/с из протонного синхротрона (ПС) на мишень для производства. Возникший всплеск антипротонов имел импульс 3,5 ГэВ/c, был отобран с помощью спектрометра и введен в AA. [6] Образовавшиеся антипротоны будут иметь существенный разброс по импульсу, который будет уменьшен за 2 с на орбите вокруг АА с использованием Саймона ван дер Меерса метода стохастического охлаждения . Затем антипротоны были пойманы с помощью радиочастотной системы и перемещены внутрь орбиты в область суммирования. [7] Следующий всплеск антипротонов пришел через 2,4 с (время цикла PS) после предыдущего. Этот процесс повторялся в течение всего периода накопления, который занял около суток. Самая интенсивная стопка, полученная через много дней, обычно содержит 5,2·10 11 антипротоны. [7]
Затем плотное ядро антипротонов было выброшено из АА и ускорено до 26 ГэВ/с с помощью ПС. последовательно передавались три сгустка антипротонов каждые 2,4 с. В Sp p S [7] Непосредственно перед переносом антипротона ПС уже должен был ускориться и передать три сгустка протонов, циркулирующих в направлении, противоположном антипротонам. Когда три сгустка антипротонов и три сгустка протонов заполнили Sp p S, сгустки ускорялись до 315 ГэВ, и пучки циркулировали в течение нескольких часов. В течение этого времени АА продолжало накапливаться, чтобы быть готовым к передаче на следующий день. [7]
Эксперименты с антивеществом
[ редактировать ]| Антипротонное кольцо низкой энергии (1982–1996) | |
|---|---|
| Антипротонный аккумулятор | антипротонов Производство |
| Коллектор антипротонов | Замедленные и запасенные антипротоны |
| Фабрика антиматерии (2000 – настоящее время) | |
| Антипротонный замедлитель (АД) | Замедляет антипротоны |
| Антипротонное кольцо сверхнизкой энергии (ЕЛЕНА) | Тормозит антипротоны, полученные от АД. |
С самого начала проекта был признан потенциал физики антипротонов низких энергий. Кольцо низкоэнергетических антипротонов (LEAR) было построено и с 1983 года получало антипротоны от АА для замедления до 100 МэВ/с. [8] Первая искусственно созданная антиматерия в форме антиводорода была создана в эксперименте по захвату в LEAR в 1995 году. Однако первым клиентом антипротонов из АА были пересекающиеся накопительные кольца (ISR), в которых происходили столкновения протон-антипротон. были достигнуты в начале 1981 года.
Модернизация системы накопления антипротонов
[ редактировать ]Чтобы удовлетворить потребность в большем количестве антипротонов, в 1983 году был задуман проект ACOL (Antiproton COLlector). [9] и реализовано в 1986 и 1987 годах. Модернизировано производство антипротонов (мишень и мишенная зона); Коллектор антипротонов (АК) с акцептацией в поперечном и продольном фазовом пространстве, намного большей, чем у AA, был плотно построен вокруг AA; и AA был впоследствии изменен. Скорость накопления АА, ранее обычно 10 11 антипротонов в день, таким образом, было увеличено на порядок, обычно до 10 12 .
AC и AA вместе назывались комплексом накопления антипротонов ( AAC ). [10] [11] ААК был одним из самых высокоавтоматизированных комплексов ускорителей своего времени. [12]
После последнего запуска Sp p S в 1991 году LEAR оставался единственным клиентом AAC, и искался более простой способ обслуживания физики низких энергий. LEAR был преобразован в Кольцо ионов низкой энергии (LEIR), AA был демонтирован, а AC был преобразован в Антипротонный замедлитель (AD).
См. также
[ редактировать ]- эксперимент UA1
- эксперимент UA2
- Стохастическое охлаждение
- W и Z-бозоны
- Коллектор антипротонов
- Суперпротон-антипротонный синхротрон
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Биллиндж, Р.; Кроули-Миллинг, MC (1979). «Установка встречных протон-антипротонных пучков ЦЕРН» (PDF) . Транзакции IEEE по ядерной науке . 26 (3): 2974–2977. Бибкод : 1979ИТНС...26.2974Б . дои : 10.1109/TNS.1979.4329913 . ISSN 0018-9499 . S2CID 33805929 .
- ^ Брианти, Дж. (1983). «Опыт работы с комплексом CERN ppbar» (PDF) . Транзакции IEEE по ядерной науке . 30 (4): 1950–1956. Бибкод : 1983ИТНС...30.1950Б . дои : 10.1109/TNS.1983.4332685 . ISSN 0018-9499 . S2CID 39013232 .
- ^ Козиол, Х.; Мёль, Д. (2004). «Программа антипротонного коллайдера ЦЕРН: ускорители и накопительные кольца» (PDF) . Отчеты по физике . 403–404: 91–106. Бибкод : 2004ФР...403...91К . doi : 10.1016/j.physrep.2004.09.001 . ISSN 0370-1573 .
- ^ Эванс, Линдон ; Джонс, Эйфионидд; Козиол, Гериберт (1989). «Коллайдер CERN ppbar». В Ди Лелла, Луиджи; Альтарелли, Гвидо (ред.). Физика протон-антипротонного коллайдера . Том. 4. Мировая научная. стр. 1–44. Бибкод : 1989ASDHE...4R...1E . дои : 10.1142/9789814503242_0001 . ISBN 9789971505622 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ «Пресс-релиз: Нобелевская премия по физике 1984 года» . Нобелевская премия.org . 17 октября 1984 года . Проверено 24 июля 2017 г.
- ^ ван дер Меер, С. (1981). «Стохастическое охлаждение в антипротонном аккумуляторе ЦЕРН» (PDF) . Транзакции IEEE по ядерной науке . 28 (3): 1994–1998. Бибкод : 1981ИТНС...28.1994В . дои : 10.1109/TNS.1981.4331574 . ISSN 0018-9499 .
- ^ Jump up to: а б с д Эванс, Линдон; Джонс, Эйфионидд; Козиол, Гериберт (1989). «Коллайдер ЦЕРН ppbar». В Альтарелли, Г.; Ди Лелла, Луиджи (ред.). Физика протон-антипротонного коллайдера . Расширенная серия по направлениям физики высоких энергий. Том. 4. Мировое научное издательство.
- ^ Козиол, Х.; Мёль, Д. (2004). «Программа низкоэнергетических антипротонов ЦЕРН: синхротроны» (PDF) . Отчеты по физике . 403–404: 271–280. Бибкод : 2004PhR...403..271K . doi : 10.1016/j.physrep.2004.09.003 . ISSN 0370-1573 .
- ^ Уилсон, Эдмунд Дж.Н., изд. (1983). Исследование конструкции коллектора антипротонов для аккумулятора антипротонов (ACOL) (PDF) . ЦЕРН.
- ^ Джонс, Эйфионидд (1986). «ACOL, модернизация ускорительного комплекса антипротонов ЦЕРН» (PDF) . В Эггерте, Карстен; Файснер, Гельмут; Радермахер, Э. (ред.). 6-й тематический семинар по физике протон-антипротонных коллайдеров . Расширенная серия по направлениям физики высоких энергий. Том. 4. Мировая научная. стр. 691–704. Бибкод : 1989ASDHE...4R...1E . дои : 10.1142/9789814503242_0001 . ISBN 9789971502560 .
- ^ Каррон, Г.; и др. (1993). «Антипротонный аккумуляторный комплекс (ААК) ЦЕРН: современное состояние и работа в девяностые годы» (PDF) . В Россбахе, Дж. (ред.). 15-я Международная конференция по ускорителям высоких энергий . Всемирная научная. стр. 106–108.
- ^ Чохан, В .; ван дер Меер, С. (1990). «Аспекты автоматизации и применения в источнике антипротонов ЦЕРН» (PDF) . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 293 (1–2): 98–102. Бибкод : 1990NIMPA.293...98C . дои : 10.1016/0168-9002(90)91408-4 . ISSN 0168-9002 .
| 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 |
|
