CESR ( англ. Cornell Electron Storage Ring ) — электрон-позитронный коллайдер на энергию 1.75-6 ГэВ , работавший в 1979-2008 годах в Корнеллском университете , Итака , штат Нью-Йорк , США . В настоящее время используется как тестовый электронный синхротрон для задач ускорительной физики и как источник синхротронного излучения .

CESR

Электрон-позитронный коллайдер CESR проектировался на энергию 8 ГэВ в пучке, и был призван закрыть область энергий, недоступную действовавшим коллайдерам SPEAR в европейском центре ЦЕРН , и DORIS в немецкой лаборатории DESY , и неэффективную для работы коллайдеров ( SLAC ) и (DESY), у которых пик светимости приходился на более высокие энергии . Удачным образом, диапазон CESR оптимально пришёлся на энергию рождения Υ-мезона , с массой 9.5 ГэВ, открытого во время строительства CESR, в 1977 году в Фермилабе . Коллайдер CESR был запущен в 1979 году на энергию до 6 ГэВ (с одним ВЧ-резонатором, вместо проектных 2), в режиме 1х1 сгусток на нём была достигнута светимость 3·10 ³⁰ см ⁻² с ⁻¹ на энергии 5.5 ГэВ. Инжектором пучков позитронов и электронов стал существовавший 12 ГэВ синхротрон, использовавшийся ранее для экспериментов с фиксированной мишенью.

За годы работы накопитель претерпел ряд серьёзных модификаций. Перестройка фокусирующей системы на опцию с малой в месте встречи; переход на работу с многими сгустками (45х45 сгустков) и пересечение под углом; многосгустковая инжекция; разработка и использование сверхпроводящих ВЧ-резонаторов и другие. Эти работы позволили повысить светимость установки до 1.25·10 ³³ см ⁻² с ⁻¹ , и CESR в 1990-е годы был коллайдером с высшей в мире светимостью, вплоть до запуска B-фабрик и KEKB в США и Японии .

Детекторы

Для регистрации событий столкновения частиц использовались два детектора, и . В конце 1980-х программа CUSB была свёрнута, а CLEO, претерпев ряд модификаций, работал вплоть до окончания программы по физике элементарных частиц на CESR в 2008 году. В 1989 году на смену CLEO-I пришёл CLEO-II, а в 2000 году заработал CLEO-III. Основным объектом изучения на коллайдере стал Υ-мезон (связанное состояние b-кварков , ${\displaystyle b{\bar {b}}}$ ), и его возбуждённые состояния.

CESR-c

После запуска B-фабрик, предназначенных для изучения B-мезонов с очень высокой светимостью, CESR не мог составить им конкуренцию. Было принято решение модифицировать коллайдер для работы на более низкой энергии, для изучения связанных состояний c-кварков . В 2002 году коллайдер был остановлен, а в 2005-м заработал CESR-с, с детектором CLEO-c, в области энергий около 2 ГэВ, и светимостью 1·10 ³² см ⁻² с ⁻¹ . В 2008 году программа по изучению физики элементарных частиц на CESR была полностью остановлена.

CHESS

Помимо физики высоких энергий и элементарных частиц, на накопителе с момента его создания велись работы по использованию синхротронного излучения . Была создана лаборатория CHESS (Cornell High Energy Synchrotron Source) , которая долгое время работала на CESR в паразитном режиме. На момент запуска было создано три канала вывода СИ из поворотных магнитов . После окончания работы CESR как коллайдера программа CHESS стала одной из двух основных задач накопителя. На кольце, помимо выводов излучения из магнитов, установлены излучательные вигглеры .

Cesr-TA

Ещё одна программа использования синхротрона Cesr-TA (CESR Test Accelerator) — тестовая машина для проектирования и испытаний различных идей строительства затухательных колец Международного линейного коллайдера ILC .

ERL

Перспективной программой также является использование кольца CESR для строительства ускорителя-рекуператора (Energy Recovery Linac). В этом случае кольцо будет использоваться не как накопитель, а как однопролётный канал с ускоряющими и излучающими секциями .

Примечания

Ссылки

• , Karl Berkelman, 2004.