LHeC
Большой адронный электронный коллайдер ( LHeC ) представляет собой исследование ускорителя для возможной модернизации существующего накопителя LHC – в настоящее время ускорителя протонов с самой высокой энергией, действующего в ЦЕРН в Женеве . Добавив к кольцу ускорителя протонов новый ускоритель электронов, LHeC позволит исследовать электрон-протонные и электрон-ионные столкновения с беспрецедентно высокими энергиями и скоростью, намного более высокими, чем это было возможно на электрон-протонном коллайдере HERA в DESY в Гамбург, который прекратил свою работу в 2007 году. Таким образом, LHeC имеет уникальную программу исследований, как по субструктуре протона и ядра, так и по физике недавно открытого бозона Хиггса . Это электрон-ионный коллайдер , аналогичный планам в США и других странах, хотя нынешняя конструкция не будет включать поляризованные протоны.
Базовая конструкция LHeC состоит из двух сверхпроводящих линейных ускорителей частиц («линейных ускорителей») каждый длиной около 1 км, расположенных в форме гоночной трассы, касательной к БАК. Каждый линейный ускоритель обеспечивает ускорение около 10 ГВ, поэтому электроны совершают три оборота на гоночной трассе, достигая энергии около 60 ГэВ, прежде чем столкнуться с протонами с энергией 7 ТэВ или ионами свинца с энергией 2,7 ТэВ. Уникальной особенностью конструкции является оптимизация для особо низкого энергопотребления. Это достигается за счет замедления электронного луча после столкновения и возврата почти всей его энергии в радиочастотные полости линейных ускорителей. Этот принцип называется рекуперацией энергии. В настоящее время продолжается подготовка международного сотрудничества с ЦЕРН для разработки сверхпроводящих резонаторов ускорителей на соответствующей частоте 802 МГц. Параллельно в ЦЕРН проводится исследование конструкции испытательной платформы линейного ускорителя с рекуперацией энергии. В связи с физикой протонов и тяжелых ионов на LHC также изучаются физическая программа и детектор для LHeC. Для максимального использования времени и ресурсов комплекса БАК в ЦЕРН предусмотрено одновременное получение электрон-протонных и протон-протонных данных. Электронный пучок LHeC в далеком будущем может быть объединен с пучком протонов с энергией в несколько 10 ТэВ, что рассматривается в рамках всемирного исследования в ЦЕРН с 2013 года.
Ссылки
[ редактировать ]- « Большой адроно-электронный коллайдер на HL-LHC », обновленная версия отчета о концептуальном проекте 2012 года за 2020 год.
- « Электроны на БАКе: новое начало », CERN Courier , июнь 2014 г.
- « Большой адронный электронный коллайдер в ЦЕРНе: отчет о физике и концепциях конструкции машины и детектора », Журнал физики G: Ядерная физика и физика элементарных частиц , 2012 г.
- « Электроны для БАКа », CERN Courier , апрель 2012 г.