Interested Article - Коллайдер

seraphina
  • 2020-06-10
  • 1

Сборка детектора элементарных частиц Belle II на электрон-позитронном коллайдере SuperKEKB , Япония.
Событие столкновения ионов золота, зарегистрированное детектором STAR в коллайдере RHIC , США.

Колла́йдер ( англ. collider от collide — «сталкиваться») — ускоритель частиц на встречных пучках, предназначенный для изучения продуктов их соударений. Благодаря коллайдерам учёным удаётся придать элементарным частицам вещества высокую кинетическую энергию , направить их навстречу друг другу, чтобы произвести их столкновение.

По виду коллайдеры подразделяются на кольцевые ; например, Большой адронный коллайдер в европейском ЦЕРНе ( CERN ) и линейные , как проектируемый ILC .

История

В принципиальном виде идея использовать сталкивающиеся пучки возникла в середине XX века. Рольф Видероэ получил в 1943 году немецкий патент на идею встречных пучков, опубликованный лишь в 1953 году . В 1956 году Дональд Керст предложил использовать сталкивающиеся пучки протонов для изучения физики элементарных частиц , а Джерард О’Нил предложил использовать накопительные кольца для получения интенсивных пучков . Активные работы по созданию коллайдеров начались одновременно в конце 1950-х годов в лабораториях Фраскати ( Италия ), SLAC ( США ) и ИЯФ ( СССР ).

Первым заработал электрон-позитронный коллайдер AdA , построенный под руководством Бруно Тушека во Фраскати . Однако первые результаты были опубликованы на год позже (1966), чем наблюдения упругого рассеяния электронов (1965) на советском ВЭП-1 (Встречные Электронные Пучки) — машине, созданной под руководством Г. И. Будкера . Ещё чуть позже были получены пучки в американском ускорителе. Эти три первых коллайдера были тестовыми, продемонстрировавшими возможность изучения на них физики элементарных частиц.

Первым адронным коллайдером стал протонный синхротрон ISR , запущенный в 1971 году CERNе с энергией 32 ГэВ в пучке. Единственный в истории линейный коллайдер — , работавший в 1988—1998 годах.

Действующие коллайдеры

Данные взяты с сайта и из справочника « Handbook of accelerator physics and engineering » .

Ускоритель Центр, город, страна Год запуска Ускоряемые частицы Максимальная энергия пучка, ГэВ Светимость , 10 30 см −2 сек −1 Периметр (длина), км
ВЭПП-2000 ИЯФ , Новосибирск , Россия с 2009 e + e − 1,0 100 0,024
ВЭПП-4М ИЯФ , Новосибирск , Россия с 1994 e + e − 6 20 0,366
ВЕРС II IHEP , Пекин , Китай с 2007 e + e − 1,89 700 0,23753
DAFNE Frascati , Италия с 1999 e + e − 0,7 150 0,098
SuperKEKB KEK , Япония с 2018 e + e − e − : 7; e + : 4 800 000 3,016
RHIC BNL , США с 2000 pp, Au-Au, Cu-Cu, d -Au 100/ n 10, 0,0015, 0,02, 0,07 3,834
LHC CERN с 2008 pp,
Pb -Pb, p-Pb 		6500,
1380/ n (планируется 2760/ n ) 		20000 (pp),
0,001 (PbPb) 		26,659

Строящиеся и проектируемые коллайдеры

Ускоритель Центр, город, страна Год запуска Ускоряемые частицы Максимальная энергия пучка, ГэВ Светимость , 10 30 см −2 сек −1 Периметр (длина), км
NICA ОИЯИ , Дубна , Россия 2022 Au-Au(79+) 4,5/нуклон 0,001 0,503
Super c-tau ИЯФ , Новосибирск , Россия ? e + e − 3 100 000 0,780
Мюмютрон ИЯФ , Новосибирск , Россия ? e + e − 0,408 80 0,023
BNL , США ? e-p, e-Au 10-30 (e-), 250 (p), 130/ n (Au) 1000 (e-p) 3,834
FCC CERN 2040? pp, e + e − 100 000 (pp), 175 (e + e − ) 1 000 000 100
ILC Япония 2026? e + e − 500? 30-50?

Исторические коллайдеры

Ускоритель Центр, город, страна Годы работы Ускоряемые частицы Максимальная энергия пучка, ГэВ Светимость , 10 30 см −2 сек −1 Периметр (длина), км
AdA Frascati , Италия; Орсэ , Франция 1961—1964 e + e − 0,25 0,00001 0,003
ВЭП-1 ИЯФ , Новосибирск , СССР 1963—1968 e − e − 0,16 0,005 0,0027
CBX SLAC , США 1963—1967 e − e − 0,55 0.03 0,012
ВЭПП-2 ИЯФ , Новосибирск , СССР 1965—1972 e + e − 0,7 0,38 0,0115
ACO Орсэ , Франция 1965—1975 e + e − 0,55 0,11 0,022
ADONE Frascati , Италия 1969—1993 e + e − 1,5 0,3 0,105
CEA Кембридж , США 1971—1973 e + e − 3,5 100
ISR CERN 1971—1984 pp, p p 31,5 140, 0.025 0,948
SPEAR SLAC , Стэнфорд , США 1972—1990 e + e − 3 12,5 на 2,6 ГэВ
ВЭПП-2М ИЯФ , Новосибирск , СССР/Россия 1974—2000 e + e − 0,7 3 0,01788
DORIS DESY , Германия 1974—1993 e + e − 5
Орсэ , Франция 1976—? e ± e ± 3,6
DESY , Германия 1978—1986 e + e − 20
CESR Cornell 1979—2002 e + e − 6 1280 на 5,3 ГэВ 0,768
SLAC , Стэнфорд , США 1980—1990 e + e − 30
Sp p S CERN 1981—1984 p p 315 6,9
KEK , Япония 1986—1995 e + e − 32
Tevatron Fermilab , США 1987—2011 p p 980 171 6,28
SLAC , Стэнфорд, США 1988—1998 e + e − 45
LEP CERN 1989—2000 e + e − 104,6 24 на Z 0 ; 100 при >90 ГэВ 26,659
IHEP , Пекин , Китай 1989—2005 e + e − 2,2 5 на 1,55 ГэВ;
12,6 на 1,843 ГэВ 		0,2404
HERA DESY , Германия 1992—2007 e ± p e ± : 30; p: 920 75 6,336
SLAC , Стэнфорд, США 1999—2008 e + e − e − : 12; e + : 4 10025 2,2
KEKB KEK , Япония 1999—2010 e + e − e − : 8; e + : 3,5 16270 3,016
CESR-C Cornell 2002—2008 e + e − 6 60 на 1,9 ГэВ 0,768

Неосуществлённые проекты

Примечания

  1. от 12 июля 2019 на Wayback Machine , Kurt Hübner.
  2. , D.W. Kerst et al., Phys. Rev., v.102, p.590-591 (1956).
  3. 6 марта 2012 года. , G.K. O’Neill, Physical Review, v.102, p.1418-1419 (1956).
  4. от 27 октября 2015 на Wayback Machine , C. Bernardini, Phys. perspect. 6 (2004) 156—183.
  5. . Дата обращения: 19 апреля 2011. 2 февраля 2017 года.
  6. от 20 марта 2015 на Wayback Machine , edited by A. Chao, M. Tigner, 1999, p.11.

Литература

  • Г. И. Будкер . // УФН . — 1966. — Т. 89 , вып. 4 . — С. 533 .
  • В. Д. Шильцев. // УФН . — 2012. — Т. 182 . — С. 1033—1046 . — doi : .
  • , B.Richter, Proc. 3rd International Symposium on the History of Particle Physics (1992).
  • , V.Shiltsev, 2013.
Источник —

seraphina
  • 2020-06-10
  • 1
  • Tags:

Same as Коллайдер

The title for the last searches