Коллайдер

Коллайдер ( англ. collider від англ. collide - Стикатися) - прискорювач на зустрічних пучках, призначений для вивчення продуктів їх зіткнень. Завдяки колайдера дослідники вдається надати елементарним частинкам речовини високу кінетичну енергію, направити їх назустріч один одному, щоб провести їх зіткнення.

По виду колайдери підрозділяються на кільцеві, наприклад, Великий адронний коллайдер в науково-дослідному центрі Європейської ради ядерних досліджень (фр. Conseil Europen pour la Recherche Nuclaire, CERN) та лінійні, як проектований ILC.


1. Історія

У 1956 році Дональд Керст запропонував використовувати зіштовхуються пучки протонів для вивчення фізики елементарних частинок [1], а Джерард О'Ніл запропонував використовувати накопичувальні кільця (storage rings) для отримання інтенсивних пучків [2]. Активні роботи по створенню колайдері почалися одночасно в кінці 1950-х років в лабораторіях Фраскаті ( Італія), SLAC ( США) і ІЯФ ( СРСР).

Першим заробив електрон-позитронного коллайдера AdA, побудований під керівництвом Бруно тушок під Фраскаті. Однак перші результати були опубліковані (1966) на рік пізніше, ніж спостереження пружного розсіяння електронів (1965) на ВЕП-1 (Зустрічні Електронні Пучки), машині, створеної під керівництвом Г. І. Будкера [3]. Ще трохи пізніше були отримані пучки в американському прискорювачі. Ці три перших коллайдера були тестовими машинами, котрі продемонстрували можливість вивчення фізики елементарних частинок на коллайдерах.

Першим адронним колайдером став протонний синхротрон ISR, запущений в 1971 році CERNе з енергією 32 ГеВ в пучку. Єдиний в історії лінійний коллайдер - SLC, який працював у 1988-1998 роках.


2. Діючі колайдери

Дані взято з сайту Particle Data Group [4] і з довідника "Handbook of accelerator physics and engineering" [5].

Прискорювач Центр, місто, країна Рік запуску Прискорювані частинки Максимальна енергія пучка, ГеВ Світність, 10 30 см -2 сік -1 Периметр (довжина), км
ВЕПП-2000 ІЯФ, Новосибірськ, Росія з 2006 е + е - 1,0 100 0,024
ВЕПП-4М ІЯФ, Новосибірськ, Росія з 1994 е + е - 6 20 0,366
Версія-II IHEP, Пекін, Китай з 2007 е + е - 1,89 2700 0,23753
DAFNE Frascati, Італія з 1999 е + е - 0,7 150 0,098
RHIC BNL, США з 2000 pp, Au-Au, Cu-Cu, d -Au 100 / n 10, 0,0015, 0,02, 0,07 3,834
LHC CERN з 2008 pp,
Pb -Pb
4000 (планується 7000),
1380 / n (планується 2760 / n)
10000 (досягнута 6000),
0,001 (планується)
26,659

3. Історичні колайдери

Прискорювач Центр, місто, країна Роки роботи Прискорювані частинки Максимальна енергія пучка, ГеВ Світність, 10 30 см -2 сік -1 Периметр (довжина), км
AdA Frascati, Італія; Орсе, Франція 1962 - 1964 е + е - 0,25 0,003
CBX Стенфорд, США 1963 - 1965 е - е - 0,3 0,012
ВЕП-1 ІЯФ, Новосибірськ, Росія 1963 - 1968 е - е - 0,16 0,005 0,0027
ВЕПП-2 ІЯФ, Новосибірськ, Росія 1965 - 1974 е + е - 0,7 0,0115
ACO Орсе, Франція 1966 -? е + е - 1
ADONE Frascati, Італія 1969 - 1993 е + е - 1,5 0.3 0.105
CEA Кембридж, США 1971 - 1973 е + е - 3,5 100
ISR CERN 1971 - 1984 p p 31,5 140 0,948
SPEAR SLAC, Стенфорд, США 1972 - 1990 е + е - 3
ВЕПП-2М ІЯФ, Новосибірськ, Росія 1974 - 2000 е + е - 0,7 3 0,012
DORIS DESY, Німеччина 1974 - 1993 е + е - 5
DCI Орсе, Франція 1976 -? е е 3,6
PETRA DESY, Німеччина 1978 - 1986 е + е - 20
CESR Cornell 1979 - 2002 е + е - 6 1280 на 5,3 ГеВ 0,768
PEP SLAC, Стенфорд, США 1980 - 1990 е + е - 30
Sp p S CERN 1981 - 1984 p p 315 6,9
Tristan KEK, Японія 1986 -? е + е - 60
Tevatron Fermilab, США 1987 - 2011 p p 980 171 6,28
SLC SLAC, Стенфорд, США 1988 - 1998 е + е - 45
LEP CERN 1989 - 2000 е + е - 104,6 24 на Z 0; 100 при> 90 ГеВ 26,659
Версія IHEP, Пекін, Китай 1989 - 2005 е + е - 2,2 5 на 1,55 ГеВ;
12,6 на 1,843 ГеВ
0,2404
HERA DESY, Німеччина 1992 - 2007 е р е : 30; p: 920 75 6,336
PEP-II SLAC, Стенфорд, США 1999 - 2008 е + е - е -: 12; e +: 4 10025 2,2
KEKB KEK, Японія 1999 - 2010 е + е - е -: 8; е +: 3,5 16270 3,016
CESR-C Cornell 2002 - 2008 е + е - 6 60 на 1,9 ГеВ 0,768

Примітки

  1. Attainment of Very High Energy by Means of Intersecting Beams of Particles - prola.aps.org/pdf/PR/v102/i2/p590_1, DW Kerst et al., Phys. Rev., V.102, p.590-591 (1956).
  2. Storage Ring Synchrotron: Device for High Energy Physics Research - www.feynman.princeton.edu/mumu/physics/oneill_pr_102_1418_56.pdf, GK O'Neill, Physical Review, v.102, p.1418-1419 (1956).
  3. AdA: The First Electron-Positron Collider - cas.web.cern.ch / cas / Baden / PDF / Bernardini.pdf, C. Bernardini, Phys. perspect. 6 (2004) 156-183.
  4. High Energy Collider Parameters - pdg.lbl.gov/2010/reviews/rpp2010-rev-hep-collider-params.pdf
  5. Handbook of accelerator physics and engineering - books.google.com / books? id = Z3J4SjftF1YC & lpg = PP1 & pg = PA11 # v = onepage & q & f = false, edited by A. Chao, M. Tigner, 1999, p.11.

Література


Перегляд цього шаблону Прискорювачі заряджених часток
По конструкції Nuvola apps katomic.svg
За призначенням