Colizor mare Electron-Pozitron

Tunelul LEP de la CERN , în care astăzi sunt adăpostiți magneți LHC

Colizorul mare electron-pozitron ( LEP ) a fost unul dintre cele mai mari acceleratoare de particule construite vreodată. A lucrat la CERN din Geneva din 1989 . A fost un inel circular de acumulare , cu o circumferință de 27 de kilometri, construit într-un tunel subteran la granița dintre Elveția și Franța , lângă Meyrin și Prevessin , care s-a ciocnit cu electroni și pozitroni . A fost dezactivat în 2000 și ulterior a fost eliminat pentru a face loc noului Large Hadron Collider (LHC).

Istorie

Când LEP a intrat în funcțiune în 1989, a accelerat electronii și pozitronii la o energie totală în centrul de masă de aproximativ 91 GeV , suficient pentru producerea bosonului Z , care are o masă de aproximativ 91 GeV. Acceleratorul a fost ulterior actualizat pentru a crește energia maximă, îmbunătățind precizia măsurătorilor menționate mai sus pe Z și pe bosonii W ^± (fiecare dintre aceștia având o masă de aproximativ 80 GeV) și permițând căutarea bosonului Higgs să fie încercat. Energia maximă realizată a fost de 209 GeV în 2000 .

LEP s-a bazat, la fel ca toate acceleratoarele circulare mari de la CERN, pe tehnologia sincrotronului , combinată cu principiul inelului de coliziune materie-antimaterie propus de Bruno Touschek în 1960 . Designul de bază al giganticului aparat a fost același cu inelul său pionier AdA , construit în 1962 ^[1] , deși cu complicațiile evidente ale scării enorm mai mari.

Din punct de vedere fizic de bază, un colizor e ⁺ și ^- este în multe privințe preferabil celorlalte alternative, deoarece evenimentul de anihilare dintre două leptoni dă naștere la produse de reacție relativ simple de analizat și interpretat. Pe de altă parte, în coliziunea dintre doi hadroni, cum ar fi protonii , intră în joc forța puternică și au loc reacții mult mai complexe și producerea de roiuri mari de particule care complică foarte mult detectarea.

O veche cavitate de radiofrecvență LEP , expusă la CERN

Din păcate, totuși, masa redusă a electronilor face ca un fascicul extrem de accelerat al acestor particule să radieze o mulțime de radiații sincrotrone , ceea ce înseamnă că pierde constant energia cinetică transformându-l în raze X. La energiile atinse de LEP, înlocuirea constantă a energiei pierdute a devenit extrem de dificilă: de-a lungul anilor, tunelul a fost umplut pe cât posibil cu cavități RF accelerate, folosind până la 344 pentru a împinge grinzile până la 104,5 GeV. ^[2] (La începutul campaniei experimentale erau instalate doar 128 și cu o putere mai mică) ^[3] .

Din acest motiv, este probabil ca LEP să fi atins limita maximă pentru tehnologia colizor electron-pozitroni și, prin urmare, la sfârșitul anului 2000 a fost oprită și demontată pentru a permite construirea noului LHC în tunelul său: această mașină folosește protoni , și totuși, folosind doar opt cavități, este în schimb limitat de puterea magneților de ghidare , nu de capacitatea de accelerație.

Descriere

Detectoare

LEP avea patru detectoare, construite în cele patru puncte în care fasciculele de particule și antiparticule erau traversate pentru a permite coliziunile. Cei patru detectoare LEP au fost: Aleph , Delphi , Opal și L3 .

Rezultate

Rezultatele experimentelor LEP au făcut posibilă efectuarea măsurătorilor de precizie și verificarea corectă a multor previziuni ale modelului standard . Printre cele mai importante măsuri, masa bosonului Z și a bosonului W și determinarea numărului de neutrini ușori.

La sfârșitul prelevării datelor, datele celor patru experimente LEP au dat indicații unei posibile prezențe a bosonului Higgs cu o masă apropiată de 115 GeV . Cu toate acestea, semnalul a fost insuficient pentru a determina dovezile experimentale. În mod interesant, valoarea masei semnalului observată de LEP este, de asemenea, foarte apropiată de valoarea măsurată la LHC (125,09 ± 0,24) în urma descoperirii particulei.

Notă

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe colectorul mare electroni-pozitroni

linkuri externe

• ( EN ) Large Electron-Positron Collider , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• ( EN ) Colizor mare electroni-pozitroni , pe Structurae .