Collider
Collider ( engelsk collider fra collide - " collide ") er en partikelaccelerator i kolliderende stråler, designet til at studere produkterne af deres kollisioner. Takket være kollidere lykkes det forskerne at give de elementære partikler af stof en høj kinetisk energi , lede dem mod hinanden for at producere deres kollision.
Efter type er kollidere opdelt i ring ; for eksempel Large Hadron Collider ved det europæiske CERN ( CERN ) og Linear som den forventede ILC .
Historie
Abstrakt ideen om at bruge kolliderende bjælker opstod for flere årtier siden. Rolf Wideröe modtog et tysk patent i 1943 på ideen om kolliderende bjælker, som først blev offentliggjort i 1953 [1] . I 1956 foreslog Donald Kerst at bruge kolliderende protonstråler til at studere elementær partikelfysik [2] , og Gerard O'Neill foreslog at bruge lagringsringe til at producere intense stråler [3] . Aktivt arbejde med at skabe kollidere begyndte samtidig i slutningen af 1950'erne i laboratorierne i Frascati ( Italien ), SLAC ( USA ) og INP ( USSR ).
AdA elektron-positron kollideren , bygget under ledelse af Bruno Touschek i Frascati , var den første til at fungere . De første resultater blev dog offentliggjort et år senere (1966) end observationerne af elastisk elektronspredning (1965) på den sovjetiske VEP-1 (Colliding Electron Beams), en maskine skabt under ledelse af G. I. Budker [4] . Lidt senere blev stråler opnået i en amerikansk accelerator. Disse første tre kollidere var test, der demonstrerede muligheden for at studere elementær partikelfysik på dem.
Den første hadron-kolliderer var protonsynkrotronen ISR , der blev lanceret i 1971 af CERN med en energi på 32 GeV i strålen. Den eneste lineære kolliderer i historien er SLC , som fungerede i 1988-1998.
Opererende kollidere
Data hentet fra Particle Data Groups hjemmeside [5] og fra Handbook of accelerator physics and engineering [6 ] .
| Accelerator | Centrum, by, land | Lanceringsåret | accelererede partikler | Maksimal stråleenergi, GeV | Lysstyrke , 10 30 cm −2 s −1 | Omkreds (længde), km |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VEPP-2000 | INP , Novosibirsk , Rusland | siden 2009 | e + e− _ | 1.0 | 100 | 0,024 |
| VEPP-4M | INP , Novosibirsk , Rusland | siden 1994 | e + e− _ | 6 | tyve | 0,366 |
| VERS II | IHEP , Beijing , Kina | siden 2007 | e + e− _ | 1,89 | 700 | 0,23753 |
| DAFNE | Frascati , Italien | siden 1999 | e + e− _ | 0,7 | 150 | 0,098 |
| SuperKEKB | K.E.K. , Japan | siden 2018 | e + e− _ | e - : 7; e + : 4 | 800.000 | 3.016 |
| RHIC | BNL , USA | siden 2000 | pp, Au-Au, Cu-Cu, d - Au | 100/ n | 10, 0,0015, 0,02, 0,07 | 3,834 |
| LHC | CERN | siden 2008 | pp, Pb -Pb, p-Pb |
6500, 1380/ n (planlagt 2760/ n ) |
20000 (pp), 0,001 (PbPb) |
26.659 |
Colliders under opbygning og projekteret
| Accelerator | Centrum, by, land | Lanceringsåret | accelererede partikler | Maksimal stråleenergi, GeV | Lysstyrke , 10 30 cm −2 s −1 | Omkreds (længde), km |
|---|---|---|---|---|---|---|
| NICA | JINR , Dubna , Rusland | 2022 | Au-Au(79+) | 4,5/nukleon | 0,001 | 0,503 |
| Super c-tau | INP , Novosibirsk , Rusland | ? | e + e− _ | 3 | 100.000 | 0,780 |
| Mumutron | INP , Novosibirsk , Rusland | ? | e + e− _ | 0,408 | 80 | 0,023 |
| eRHIC | BNL , USA | ? | ep, e-Au | 10-30 (e-), 250 (p), 130/ n (Au) | 1000(ep) | 3,834 |
| FCCee | CERN | ? | e + e− _ | 175 | 1.000.000 | 100 |
| ILC | Japan | 2026? | e + e− _ | 500? | 30-50? |
Historiske kollidere
| Accelerator | Centrum, by, land | Års arbejde | accelererede partikler | Maksimal stråleenergi, GeV | Lysstyrke , 10 30 cm −2 s −1 | Omkreds (længde), km |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AdA | Frascati , Italien; Orsay , Frankrig | 1961-1964 | e + e− _ | 0,25 | 0,00001 | 0,003 |
| VEP-1 | INP , Novosibirsk , USSR | 1963-1968 | e - e- _ | 0,16 | 0,005 | 0,0027 |
| CBX | SLAC , USA | 1963-1967 | e - e- _ | 0,55 | ? | 0,012 |
| VEPP-2 | INP , Novosibirsk , USSR | 1965-1972 | e + e− _ | 0,7 | 0,38 | 0,0115 |
| ACO | Orsay , Frankrig | 1965-1975 | e + e− _ | 0,55 | 0,11 | 0,022 |
| ADONE | Frascati , Italien | 1969-1993 | e + e− _ | 1.5 | 0,3 | 0,105 |
| CEA | Cambridge , USA | 1971-1973 | e + e− _ | 3.5 | 100 | |
| ISR | CERN | 1971-1984 | pp, pp | 31,5 | 140, 0,025 | 0,948 |
| SPYD | SLAC , Stanford , USA | 1972-1990 | e + e− _ | 3 | 12,5 gange 2,6 GeV | |
| VEPP-2M | INP , Novosibirsk , USSR/Rusland | 1974-2000 | e + e− _ | 0,7 | 3 | 0,01788 |
| DORIS | DESY , Tyskland | 1974-1993 | e + e− _ | 5 | ||
| DCI | Orsay , Frankrig | 1976—? | e ± e ± | 3.6 | ||
| PETRA | DESY , Tyskland | 1978-1986 | e + e− _ | tyve | ||
| CESR | Cornell | 1979-2002 | e + e− _ | 6 | 1280 ved 5,3 GeV | 0,768 |
| PEP | SLAC , Stanford , USA | 1980-1990 | e + e− _ | tredive | ||
| Sp p S | CERN | 1981-1984 | pp _ | 315 | 6.9 | |
| Tristan | K.E.K. , Japan | 1986-1995 | e + e− _ | 32 | ||
| Tevatron | Fermilab , USA | 1987-2011 | pp _ | 980 | 171 | 6,28 |
| SLC | SLAC , Stanford, USA | 1988-1998 | e + e− _ | 45 | ||
| LEP | CERN | 1989-2000 | e + e− _ | 104,6 | 24 til Z0 ; 100 ved >90 GeV | 26.659 |
| PERC | IHEP , Beijing , Kina | 1989-2005 | e + e− _ | 2.2 | 5 ved 1,55 GeV; 12,6 ved 1,843 GeV |
0,2404 |
| HERA | DESY , Tyskland | 1992-2007 | e ± s | e ± : 30; s: 920 | 75 | 6,336 |
| PEP II | SLAC , Stanford, USA | 1999-2008 | e + e− _ | e - : 12; e + : 4 | 10025 | 2.2 |
| KEKB | K.E.K. , Japan | 1999-2010 | e + e− _ | e - : 8; e + : 3,5 | 16270 | 3.016 |
| CESR-C | Cornell | 2002-2008 | e + e− _ | 6 | 60 ved 1,9 GeV | 0,768 |
Urealiserede projekter
- UNK (Accelerator-Storage Complex) er et ufærdigt projekt til at skabe en proton-proton kolliderer ved Institut for Højenergifysik , Protvino .
- VLEPP .
- Novosibirsk Phi-fabrik.
- SSC , USA.
- fremragende, Italien.
Noter
- ↑ Design og konstruktion af ISR Arkiveret 12. juli 2019 på Wayback Machine , Kurt Hübner.
- ↑ Opnåelse af meget høj energi ved hjælp af skærende partikelstråler , DW Kerst et al., Phys. Rev., v.102, s. 590-591 (1956).
- ↑ Storage Ring Synchrotron: Device for High Energy Physics Research Arkiveret 6. marts 2012. , GK O'Neill, Physical Review, v.102, s. 1418-1419 (1956).
- ↑ AdA:The First Electron-Positron Collider Arkiveret 27. oktober 2015 på Wayback Machine , C. Bernardini, Phys. perspektiv. 6 (2004) 156-183.
- ↑ High Energy Collider-parametre . Hentet 19. april 2011. Arkiveret fra originalen 2. februar 2017.
- ↑ Handbook of accelerator physics and engineering Arkiveret 20. marts 2015 på Wayback Machine , redigeret af A. Chao, M. Tigner, 1999, s.11 .
Litteratur
- G. I. Budker . Acceleratorer med kolliderende partikelstråler // UFN . - 1966. - T. 89 , no. 4 . - S. 533 .
- V. D. Shiltsev. Højenergipartikelkolliderer: de seneste 20 år, de næste 20 år og den fjerne fremtid // UFN . - 2012. - T. 182 . - S. 1033-1046 . - doi : 10.3367/UFNr.0182.201210d.1033 .
- The Rise of Colliding Beams , B.Richter, Proc. 3. internationale symposium om partikelfysikkens historie (1992).
- De første kolliderer: AdA, VEP-1 og Princeton-Stanford , V. Shiltsev, 2013.
 Ordbøger og encyklopædier |
|---|
| partikelacceleratorer | ||
|---|---|---|
| Af design |
| |
| Efter aftale | ||