Супер протонный синхротрон - Super Proton Synchrotron

ЦЕРН ускорительный комплекс
Cern-accelerator-complex.svg
Список текущей частицы
ускорители в ЦЕРНе
Linac 3Ускоряет ионы
ОБЪЯВЛЕНИЕЗамедляется антипротоны
LHCСталкивается протоны или тяжелые ионы
LEIRУскоряет ионы
PSBУскоряет протоны или ионы
PSУскоряет протоны или ионы
СПСУскоряет протоны или ионы
Адронные коллайдеры
Пересекающиеся кольца для храненияЦЕРН, 1971–1984
Протон-антипротонный коллайдер (СПС )ЦЕРН, 1981–1991
ИЗАБЕЛЬBNL, отменен в 1983 г.
ТеватронФермилаб, 1987–2011
Сверхпроводящий суперколлайдерОтменено в 1993 г.
Релятивистский коллайдер тяжелых ионовBNL, 2000 – настоящее время
Большой адронный коллайдерЦЕРН, 2009 – настоящее время
Круговой коллайдер будущегоПредложил

В Супер протонный синхротрон (СПС) это ускоритель частиц из синхротрон введите в ЦЕРН. Он расположен в круглом туннеле, окружность которого составляет 6,9 км (4,3 мили).[1] на границе Франции и Швейцарии недалеко от Женева, Швейцария.[2]

История

А протон –антипротон столкновение с UA5 эксперимент на СПС в 1982 г.

SPS был разработан командой во главе с Джон Адамс, генеральный директор из того, что тогда было известно как Лаборатория II. Первоначально обозначался как 300 ГэВ ускоритель, SPS был фактически 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 эта энергия была превышена на Фермилаб, достигшая энергии 500 ГэВ 14 мая того же года.[3]

Испытательный пучок доставлен с СПС. На фото позитроны 20 ГэВ используются для калибровки Альфа-магнитный спектрометр.

SPS использовался для ускорения протоны и антипротоны, электроны и позитроны (для использования в качестве инжектора для Большой электрон-позитронный коллайдер (LEP)[4]), и тяжелые ионы.

С 1981 по 1991 год СПС работал как адронный (точнее, протон-антипротонный) коллайдер (так он назывался SpпS), когда его лучи давали данные для UA1 и UA2 эксперименты, что привело к открытию W- и Z-бозоны. Эти открытия и новая техника для охлаждение частицы привели к Нобелевская премия за Карло Руббиа и Саймон ван дер Меер в 1984 г.

С 2006 по 2012 год СПС использовалась АГНКС эксперимент по созданию нейтрино транслировать быть обнаруженным в Гран Сассо лаборатория в Италии, 730 км от ЦЕРН.

Текущие операции

Смотрите также: Список экспериментов суперпротонного синхротрона

SPS теперь используется в качестве конечного инжектора для пучков протонов высокой интенсивности для Большой адронный коллайдер (LHC), предварительная эксплуатация которого началась 10 сентября 2008 г., для которого он ускоряет протоны с 26 ГэВ до 450 ГэВ. Затем сам LHC разгоняет их до нескольких тераэлектронвольт (ТэВ).

Работа в качестве инжектора по-прежнему позволяет продолжить текущую фиксированная цель исследовательская программа, в которой SPS используется для обеспечения пучков протонов с энергией 400 ГэВ для ряда активных экспериментов с неподвижной мишенью, в частности КОМПАС, 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 явление электронного облака.[5] В 2003 году SPS была первой машиной, на которой Гамильтонов резонанс Условия вождения измерялись непосредственно.[6] А в 2004 году были проведены эксперименты по устранению пагубных эффектов столкновения пучков (как в LHC).[7]

СПС ВЧ резонаторы работают на центральной частоте 200,2 МГц.

Основные открытия

Основные научные открытия, сделанные в ходе экспериментов, которые проводились на СПС, включают следующее.

Обновление для LHC высокой яркости

В Большой адронный коллайдер потребует обновление значительно увеличить яркость вовремя 2020-е. Это потребует модернизации всей цепочки линейного ускорителя / предварительного инжектора / инжектора, включая SPS.

В рамках этого SPS должен будет обрабатывать луч гораздо большей интенсивности. Одно из усовершенствований, рассмотренных в прошлом, заключалось в увеличении энергии извлечения до 1 ТэВ.[10] Однако энергия извлечения будет сохранена на уровне 450 ГэВ, в то время как другие системы будут модернизированы. В система ускорения будут модифицированы для обработки более высоких напряжений, необходимых для ускорения пучка более высокой интенсивности. Система сброса луча также будет модернизирована, чтобы она могла принимать луч более высокой интенсивности без значительных повреждений.[11]

Примечания и ссылки

  1. ^ Презентация SPS на домашней странице AB-OP-SPS
  2. ^ Информация о сайтах ЦЕРН В архиве 2012-07-08 в Archive.today. ЦЕРН. Обновлено 26.01.2010.
  3. ^ Курьер ЦЕРН
  4. ^ Коллайдер LEP - от проектирования до утверждения и ввода в эксплуатацию, С. Майерс, раздел 3.8. Последний доступ 28 февраля 2010 г.
  5. ^ наблюдение за электронным облаком
  6. ^ Измерение условий резонансного вождения В архиве 2011-07-16 на Wayback Machine
  7. ^ компенсация провода
  8. ^ "CERN.ch La". Public.web.cern.ch. Получено 20 ноября 2010.
  9. ^ Fanti, V .; и другие. (1999). «Новое измерение прямого CP-нарушения в двух пионных распадах нейтрального каона». Письма по физике B. 465 (1–4): 335–348. arXiv:hep-ex / 9909022. Bibcode:1999ФЛБ..465..335Ф. Дои:10.1016 / S0370-2693 (99) 01030-8.
  10. ^ Супер-СПС
  11. ^ [1]

Координаты: 46 ° 14′06 ″ с.ш. 6 ° 02′33 ″ в.д. / 46,23500 ° с. Ш. 6,04250 ° в. / 46.23500; 6.04250