J-PARC ( Japan Proton Accelerator Research Complex ) je komplex protonových urychlovačů pro potřeby fyziky vysokých energií , fyziky hadronů a neutrin a vědy o materiálech . Nachází se poblíž Tokai , Japonsko , společný projekt KEK National High Energy Physics Laboratory a Japan Atomic Energy Agency ( JAEA ).
Komplex se skládá ze tří urychlovačů, z nichž každý obsluhuje řadu experimentálních zařízení [1] .
Zdrojem primárních paprsků je lineární urychlovač H iontů - pro energii 400 MeV, s možností dodatečného urychlení až na 600 MeV v supravodivém linaku.
Rychlý cyklující protonový synchrotron RCS (Rapid Cycling Synchrotron) s energií 3 GeV má obvod 348,3 m a opakovací frekvenci 25 Hz. Přeplňovací vstřik , od linac. Počet částic v pulsu je 8×10 13 , průměrný proud je 333 μA. Uvedeno do provozu v roce 2007 [2] . V 90 % případů RCS vrhne paprsek 3 GeV na cíl MLF (Materials and Life Science Experimental Facility), zbývajících 10 % času jsou protony přeneseny do velkého synchrotronu MR.
Hlavní prstenec, protonový synchrotron MR (Main Ring) pro energii 50 GeV, obvod 1567,5 m. Má dva výfukové systémy: pomalý a rychlý. Frekvence opakování je 3 s pro rychlou extrakci a 6 s pro pomalou extrakci. Systém pomalého uvolňování vysílá paprsek protonů do hadronové fyzikální stanice, kde protonový paprsek produkuje kaony . Rychlé uvolnění se používá k vytvoření neutrinového paprsku: paprsek protonů je vstřikován do supravodivého transportního kanálu, směruje paprsek směrem k Super-Kamiokande , poté spadne na cíl, kde se rodí paprsek pionů , které se rychle rozpadají na miony . . V rozpadovém kanálu mionů se rodí neutrina , která pak letí 293 km k detektoru neutrin Super-Kamiokande. První neutrina byla zaregistrována na začátku roku 2010, ale po zemětřesení v roce 2011 byla instalace značně poškozena a obnova trvala asi rok.