Super synchrotron protonowy - Super Proton Synchrotron
Lista obecnych obiektów cząsteczkowych i jądrowych w CERN | |
---|---|
LHC | Przyspiesza ujemne jony wodorowe |
LEIR | Zderza protony lub ciężkie jony |
SPS | Przyspiesza jony |
PSB | Przyspiesza protony lub jony |
PS | Przyspiesza protony lub jony |
Linac | Przyspiesza protony lub jony |
Linak-2 | Wstrzykuje protony do PS |
Linak-3 | Wstrzykuje protony do PS |
Linak4 | Przyspiesza jony |
OGŁOSZENIE | Spowalnia antyprotony |
ELENA | Spowalnia antyprotony |
IZOLD | Wytwarza promieniotwórcze wiązki jonów |
Przecinające się pierścienie pamięci | CERN , 1971–1984 |
---|---|
Zderzacz protonowo-antyprotonowy ( SPS ) | CERN , 1981-1991 |
IZABELE | BNL , odwołany w 1983 r. |
Tevatron | Fermilab , 1987–2011 |
Nadprzewodzący Super Zderzacz | Anulowany w 1993 r. |
Relatywistyczny Zderzacz Ciężkich Jonów | BNL , 2000-obecnie |
Wielki Zderzacz Hadronów | CERN , 2009–obecnie |
Przyszły kolisty zderzacz | Proponowane |
Super Synchrotron protonowy ( SPS ) jest akcelerator cząstek o synchrotronowej typu w CERN . Mieści się w okrągłym tunelu o obwodzie 6,9 km (4,3 mil) na granicy Francji i Szwajcarii w pobliżu Genewy w Szwajcarii.
Historia
SPS został zaprojektowany przez zespół kierowany przez Johna Adamsa , dyrektora generalnego ówczesnego Laboratorium II . Pierwotnie określony jako akcelerator 300 GeV , SPS został faktycznie zbudowany tak, aby był zdolny do 400 GeV, energii operacyjnej, którą osiągnął w dniu oficjalnego uruchomienia, tj. 17 czerwca 1976. Jednak do tego czasu energia ta została przekroczona przez Fermilab , który osiągnął energię 500 GeV w dniu 14 maja tego roku.
SPS był używany do przyspieszania protonów i antyprotonów , elektronów i pozytonów (do użytku jako iniektor w Wielkim Zderzaczu Elektronów i Pozytronów (LEP)) oraz ciężkich jonów .
Od 1981 do 1991 roku SPS działał jako zderzacz hadronów (dokładniej proton–antyproton) (bo taki nazywał się Sp p S) , kiedy to jego wiązki dostarczyły danych do eksperymentów UA1 i UA2 , co zaowocowało odkryciem z W i z bozony . Te odkrycia i nowa technika chłodzenia cząstek doprowadziły do nagrody Nobla dla Carlo Rubbia i Simona van der Meera w 1984 roku.
W latach 2006-2012 SPS był używany w eksperymencie CNGS do wytworzenia strumienia neutrin, który miał zostać wykryty w laboratorium Gran Sasso we Włoszech, 730 km od CERN.
Bieżące operacje
SPS jest obecnie używany jako końcowy wtryskiwacz wiązek protonów o dużej intensywności w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC), który rozpoczął wstępne działanie 10 września 2008 r., w którym przyspiesza protony z 26 GeV do 450 GeV. Sam LHC przyspiesza je następnie do kilku teraelektronowoltów (TeV).
Praca jako wtryskiwacz nadal pozwala na kontynuację trwającego programu badawczego ze stałym celem , w którym SPS jest używany do dostarczania wiązek protonów o napięciu 400 GeV do szeregu aktywnych eksperymentów ze stałymi celami, w szczególności COMPASS , NA61/SHINE i NA62 .
SPS służył i nadal jest używany jako stanowisko testowe dla nowych koncepcji w fizyce akceleratorów. W 1999 roku służył jako obserwatorium zjawiska chmury elektronowej . W 2003 roku SPS była pierwszą maszyną, w której bezpośrednio zmierzono warunki jazdy rezonansu Hamiltona . A w 2004 roku przeprowadzono eksperymenty mające na celu anulowanie szkodliwych skutków spotkań wiązki (takich jak te w LHC).
Wnęki SPS RF działają na częstotliwości środkowej 200,2 MHz .
Główne odkrycia
Do najważniejszych odkryć naukowych dokonanych w wyniku eksperymentów prowadzonych w SPS należą:
- 1983: Odkrycie bozonów W i Z w eksperymentach UA1 i UA2 . Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1984 roku otrzymali Carlo Rubbia i Simon van der Meer za osiągnięcia, które doprowadziły do tego odkrycia.
- 1999: Odkrycie bezpośredniego naruszenia CP przez eksperyment NA48 .
Aktualizacja do LHC o wysokiej jasności
Large Hadron Collider będą wymagać uaktualnienia znacznie zwiększyć jego jasność podczas 2020s . Wymagałoby to modernizacji całego łańcucha lizak/wtryskiwacz wstępny/wtryskiwacz, w tym SPS.
W ramach tego SPS będzie musiał być w stanie obsłużyć wiązkę o znacznie większej intensywności. Jednym z usprawnień rozważanych w przeszłości było zwiększenie energii ekstrakcji do 1 TeV. Jednak energia wydobycia będzie utrzymywana na poziomie 450 GeV podczas modernizacji innych systemów. System przyspieszania zostanie zmodyfikowany, aby obsługiwać wyższe napięcia potrzebne do przyspieszenia wiązki o większej intensywności. System zrzucania wiązki zostanie również ulepszony, aby mógł przyjmować wiązkę o wyższej intensywności bez ponoszenia znacznych uszkodzeń.
Uwagi i referencje
Zewnętrzne linki
- Multimedia związane z supersynchrotronem protonowym w Wikimedia Commons