J-PARC ( Japan Proton Accelerator Research Complex ) er et protonacceleratorkompleks til behovene for højenergifysik , hadron- og neutrinofysik og materialevidenskab . Beliggende nær Tokai , Japan , et fælles projekt af KEK National High Energy Physics Laboratory og Japan Atomic Energy Agency ( JAEA ).
Komplekset består af tre acceleratorer, som hver betjener en række eksperimentelle faciliteter [1] .
Kilden til primære stråler er en lineær accelerator af H-ioner - til en energi på 400 MeV, med mulighed for yderligere acceleration op til 600 MeV i en superledende linac.
RCS (Rapid Cycling Synchrotron) hurtigcyklende protonsynkrotron med en energi på 3 GeV har en omkreds på 348,3 m og en gentagelseshastighed på 25 Hz. Overladningsindsprøjtning , fra linac. Antallet af partikler i en puls er 8×10 13 , den gennemsnitlige strøm er 333 μA. Idriftsat i 2007 [2] . 90 % af tiden falder RCS en 3 GeV-stråle på målet for MLF (Materials and Life Science Experimental Facility), de resterende 10 % af tiden overføres protonerne til den store synkrotron MR.
Hovedringen, protonsynkrotronen MR (Main Ring) for en energi på 50 GeV, omkredsen på 1567,5 m. Den har to udstødningssystemer: langsom og hurtig. Gentagelseshastigheden er 3 s for hurtig ekstraktion og 6 s for langsom ekstraktion. Slow release-systemet sender en stråle af protoner til hadron-fysikstationen, hvor protonstrålen producerer kaoner . Hurtig frigivelse bruges til at skabe en neutrinostråle: en stråle af protoner sprøjtes ind i en superledende transportkanal, dirigerer strålen mod Super-Kamiokande og sænkes derefter på et mål, hvor en stråle af pioner fødes , som hurtigt henfalder til myoner . I myonernes henfaldskanal fødes neutrinoer , som derefter flyver 293 km til Super-Kamiokande neutrino-detektoren. De første neutrinoer blev registreret i begyndelsen af 2010, men efter jordskælvet i 2011 blev installationen væsentligt beskadiget, og genopretningen varede omkring et år.