- Коллайдер
-
Колла́йдер (англ. collider от англ. collide — сталкиваться) — ускоритель 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 научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований (фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, CERN) и линейные, как проектируемый ILC.Содержание
История
В 1956 году Дональд Керст предложил использовать сталкивающиеся пучки протонов для изучения физики элементарных частиц[1], а Джерард О’Нил предложил использовать накопительные кольца (storage rings) для получения интенсивных пучков[2]. 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 (1966) на год позже, чем наблюдения упругого рассеяния электронов (1965) на ВЭП-1 (Встречные Электронные Пучки), машине, созданной под руководством Г. И. Будкера[3]. Ещё чуть позже были получены пучки в американском ускорителе. Эти три первых коллайдера были тестовыми машинами, продемонстрировавшими возможность изучения физики элементарных частиц на коллайдерах.
Первым адронным коллайдером стал протонный синхротрон ISR, запущенный в 1971 году CERNе с энергией 32 ГэВ в пучке. Единственный в истории линейный коллайдер — SLC, работавший в 1988—1998 годах.
Действующие коллайдеры
Данные взяты с сайта Particle Data Group[4] и из справочника «Handbook of accelerator physics and engineering»[5].
Ускоритель Центр, город, страна Год запуска Ускоряемые частицы Максимальная энергия пучка, ГэВ Светимость, 1030 см−2сек−1 Периметр (длина), км ВЭПП-2000 ИЯФ, Новосибирск, Россия с 2006 е+е− 1,0 100 0,024 ВЭПП-4М ИЯФ, Новосибирск, Россия с 1994 е+е− 6 20 0,366 ВЕРС-II IHEP, Пекин, Китай с 2007 е+е− 1,89 2700 0,23753 DAFNE Frascati, Италия с 1999 е+е− 0,7 150 0,098 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-Pb4000 (планируется 7000),
1380/n (планируется 2760/n)10000 (достигнута 6000),
0,001 (планируется)26,659 Исторические коллайдеры
Ускоритель Центр, город, страна Годы работы Ускоряемые частицы Максимальная энергия пучка, ГэВ Светимость, 1030 см−2сек−1 Периметр (длина), км AdA Frascati, Италия; Орсэ, Франция 1962 - 1964 е+е− 0,25 0,003 CBX Стэнфорд, США 1963 - 1965 е−е− 0,3 0,012 ВЭП-1 ИЯФ, Новосибирск, Россия 1963 - 1968 е−е− 0,16 0,005 0,0027 ВЭПП-2 ИЯФ, Новосибирск, Россия 1965 - 1974 е+е− 0,7 0,0115 ACO Орсэ, Франция 1966 - ? е+е− 1 ADONE Frascati, Италия 1969 - 1993 е+е− 1,5 0.3 0.105 CEA Кембридж, США 1971 - 1973 е+е− 3,5 100 ISR CERN 1971 - 1984 pp 31,5 140 0,948 SPEAR SLAC, Стэнфорд, США 1972 - 1990 е+е− 3 ВЭПП-2М ИЯФ, Новосибирск, Россия 1974 - 2000 е+е− 0,7 3 0,012 DORIS DESY, Германия 1974 - 1993 е+е− 5 DCI Орсэ, Франция 1976 - ? е±е± 3,6 PETRA DESY, Германия 1978 - 1986 е+е− 20 CESR Cornell 1979 - 2002 е+е− 6 1280 на 5,3 ГэВ 0,768 PEP SLAC, Стэнфорд, США 1980 - 1990 е+е− 30 SppS CERN 1981 - 1984 pp 315 6,9 Tristan KEK, Япония 1986 - ? е+е− 60 Tevatron Fermilab, США 1987 - 2011 pp 980 171 6,28 SLC SLAC, Стэнфорд, США 1988 - 1998 е+е− 45 LEP CERN 1989 - 2000 е+е− 104,6 24 на Z0; 100 при >90 ГэВ 26,659 ВЕРС IHEP, Пекин, Китай 1989 - 2005 е+е− 2,2 5 на 1,55 ГэВ;
12,6 на 1,843 ГэВ0,2404 HERA DESY, Германия 1992 - 2007 е±р е±: 30; p: 920 75 6,336 PEP-II SLAC, Стэнфорд, США 1999 - 2008 е+е− е−: 12; e+: 4 10025 2,2 KEKB KEK, Япония 1999 - 2010 е+е− е−: 8; е+: 3,5 16270 3,016 CESR-C Cornell 2002 - 2008 е+е− 6 60 на 1,9 ГэВ 0,768 См. также
- УНК (Ускорительно-Накопительный комплекс) — незавершённый проект по созданию протон-протонного коллайдера в Институте физики высоких энергий, Протвино.
Примечания
- ↑ Attainment of Very High Energy by Means of Intersecting Beams of Particles, D.W. Kerst et al., Phys. Rev., v.102, p.590-591 (1956).
- ↑ Storage Ring Synchrotron: Device for High Energy Physics Research, G.K. O’Neill, Physical Review, v.102, p.1418-1419 (1956).
- ↑ AdA:The First Electron-Positron Collider, C. Bernardini, Phys. perspect. 6 (2004) 156—183.
- ↑ High Energy Collider Parameters
- ↑ Handbook of accelerator physics and engineering, edited by A. Chao, M. Tigner, 1999, p.11.
Ссылки
- Ускорители со встречными пучками частиц, Г.И. Будкер, УФН, т.89, вып.4, с.533, (1966).
- The Rise of Colliding Beams, B.Richter, Proc. 3rd International Symposium on the History of Particle Physics (1992).
Ускорители заряженных частиц По конструкции Высоковольтный • Линейный (Индукционный) • Бетатрон • Циклотрон (Изохронный) • Фазотрон • FFAG • Синхрофазотрон • Синхротрон • Микротрон • Рекуператор
По назначению Промышленный • Масс-спектрометрия • Медицинский • Источник СИ • Лазер на свободных электронах • Коллайдер
Категории:- Физика элементарных частиц
- Физика ускорителей
- Ускорители частиц
Wikimedia Foundation. 2010.
