Urychlovač

Collider ( anglicky  collider od collide  - „collide“) je urychlovač částic ve srážejících se svazcích, určený ke studiu produktů jejich srážek. Díky srážečům se vědcům daří dát elementárním částicím hmoty vysokou kinetickou energii , nasměrovat je k sobě, aby došlo ke srážce.

Podle typu se srážeče dělí na prstencové ; například Velký hadronový urychlovač v evropském CERN ( CERN ) a lineární jako projektovaný ILC .

Historie

Abstraktně, myšlenka použití kolidujících paprsků vznikla před několika desetiletími. Rolf Wideröe získal v roce 1943 německý patent na myšlenku srážení paprsků, který byl zveřejněn až v roce 1953 [1] . V roce 1956 Donald Kerst navrhl použití srážejících se protonových paprsků ke studiu fyziky elementárních částic [2] a Gerard O'Neill navrhl použití úložných prstenců k produkci intenzivních paprsků [3] . Aktivní práce na vytváření urychlovačů začala současně na konci 50. let v laboratořích Frascati ( Itálie ), SLAC ( USA ) a INP ( SSSR ).

Jako první fungoval AdA elektron-pozitronový urychlovač , postavený pod vedením Bruna Touscheka ve Frascati . První výsledky však byly publikovány o rok později (1966) než pozorování elastického rozptylu elektronů (1965) na sovětském VEP-1 (Colliding Electron Beams), stroji vytvořeném pod vedením G. I. Budkera [4] . O něco později byly paprsky získány v americkém urychlovači. Tyto první tři urychlovače byly testovací, což demonstrovalo možnost studia fyziky elementárních částic na nich.

Prvním hadronovým urychlovačem byl protonový synchrotron ISR vypuštěný v roce 1971 CERNem s energií 32 GeV ve svazku. Jediným lineárním urychlovačem v historii je SLC , který fungoval v letech 1988-1998.

Provozní urychlovače

Údaje převzaty z webu Particle Data Group [5] az Příručky fyziky a inženýrství urychlovačů [6 ] .

Plynový pedál Centrum, město, země Rok uvedení na trh urychlené částice Maximální energie paprsku, GeV Svítivost , 10 30 cm −2 s −1 Obvod (délka), km
VEPP-2000 INP , Novosibirsk , Rusko od roku 2009 e + e− _ 1,0 100 0,024
VEPP-4M INP , Novosibirsk , Rusko od roku 1994 e + e− _ 6 dvacet 0,366
VERZE II IHEP , Peking , Čína od roku 2007 e + e− _ 1,89 700 0,23753
DAFNE Frascati , Itálie od roku 1999 e + e− _ 0,7 150 0,098
SuperKEKB K.E.K. , Japonsko od roku 2018 e + e− _ e − : 7; e + : 4 800 000 3,016
RHIC BNL , USA od roku 2000 pp, Au-Au, Cu-Cu, d - Au 100/ n 10, 0,0015, 0,02, 0,07 3,834
LHC CERN od roku 2008 pp,
Pb -Pb, p-Pb 		6500,
1380/ n ​​(plánováno 2760/ n ) 		20 000 (pp),
0,001 (PbPb) 		26,659

Urychlovače ve výstavbě a projektování

Plynový pedál Centrum, město, země Rok uvedení na trh urychlené částice Maximální energie paprsku, GeV Svítivost , 10 30 cm −2 s −1 Obvod (délka), km
NICA JINR , Dubna , Rusko 2022 Au-Au (79+) 4,5/nukleon 0,001 0,503
Super c-tau INP , Novosibirsk , Rusko ? e + e− _ 3 100 000 0,780
Mumutron INP , Novosibirsk , Rusko ? e + e− _ 0,408 80 0,023
eRHIC BNL , USA ? ep, e-Au 10-30 (e-), 250 (p), 130/ n (Au) 1000 (ep) 3,834
FCCee CERN ? e + e− _ 175 1 000 000 100
ILC Japonsko 2026? e + e− _ 500? 30-50?

Historické urychlovače

Plynový pedál Centrum, město, země Roky práce urychlené částice Maximální energie paprsku, GeV Svítivost , 10 30 cm −2 s −1 Obvod (délka), km
AdA Frascati , Itálie; Orsay , Francie 1961-1964 e + e− _ 0,25 0,00001 0,003
VEP-1 INP , Novosibirsk , SSSR 1963-1968 e - e- _ 0,16 0,005 0,0027
CBX SLAC , USA 1963-1967 e - e- _ 0,55 ? 0,012
VEPP-2 INP , Novosibirsk , SSSR 1965-1972 e + e− _ 0,7 0,38 0,0115
ACO Orsay , Francie 1965-1975 e + e− _ 0,55 0,11 0,022
ADONE Frascati , Itálie 1969-1993 e + e− _ 1.5 0,3 0,105
CEA Cambridge , USA 1971-1973 e + e− _ 3.5 100
ISR CERN 1971-1984 pp, pp 31.5 140, 0,025 0,948
KOPÍ SLAC , Stanford , USA 1972-1990 e + e− _ 3 12,5 x 2,6 GeV
VEPP-2M INP , Novosibirsk , SSSR/Rusko 1974-2000 e + e− _ 0,7 3 0,01788
DORIS DESY , Německo 1974-1993 e + e− _ 5
DCI Orsay , Francie 1976-? e ± e ± 3.6
PETRA DESY , Německo 1978-1986 e + e− _ dvacet
CESR Cornell 1979-2002 e + e− _ 6 1280 při 5,3 GeV 0,768
ŘÍZ SLAC , Stanford , USA 1980-1990 e + e− _ třicet
Sp p S CERN 1981-1984 pp _ 315 6.9
Tristan K.E.K. , Japonsko 1986-1995 e + e− _ 32
Tevatron Fermilab , USA 1987-2011 pp _ 980 171 6.28
SLC SLAC , Stanford, USA 1988-1998 e + e− _ 45
LEP CERN 1989-2000 e + e− _ 104,6 24 až Z ° ; 100 při >90 GeV 26,659
PERC IHEP , Peking , Čína 1989-2005 e + e− _ 2.2 5 při 1,55 GeV;
12,6 při 1,843 GeV 		0,2404
HERA DESY , Německo 1992-2007 e ± p e : 30 ; p:920 75 6,336
PEP II SLAC , Stanford, USA 1999-2008 e + e− _ e − : 12; e + : 4 10025 2.2
KEKB K.E.K. , Japonsko 1999-2010 e + e− _ e − : 8; e + : 3,5 16270 3,016
CESR-C Cornell 2002-2008 e + e− _ 6 60 při 1,9 GeV 0,768

Nerealizované projekty

Poznámky

  1. ↑ Návrh a konstrukce ISR Archivováno 12. července 2019 ve Wayback Machine , Kurt Hübner.
  2. ↑ Dosažení velmi vysoké energie pomocí protínajících se paprsků částic , DW Kerst a kol., Phys. Rev., v. 102, str. 590-591 (1956).
  3. ↑ Storage Ring Synchrotron: Device for High Energy Physics Research Archived 6. března 2012. , GK O'Neill, Physical Review, v. 102, str. 1418-1419 (1956).
  4. ↑ AdA:The First Electron-Positron Collider Archived 27. října 2015 na Wayback Machine , C. Bernardini, Phys. perspektivní. 6 (2004) 156-183.
  5. ↑ Parametry vysokoenergetického urychlovače . Získáno 19. dubna 2011. Archivováno z originálu 2. února 2017.
  6. ↑ Příručka fyziky a inženýrství akcelerátoru Archivováno 20. března 2015 na Wayback Machine , editovali A. Chao, M. Tigner, 1999, s.11 .

Literatura

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
 urychlovače částic
Podle návrhu
Po domluvě