Tevatron
Coordonate : 41 ° 49'51 "N 88 ° 15'21" W / 41.830833 ° N 88.255833 ° W
Tevatron a fost un accelerator de particule (sau sincrotron ) al Laboratorului Național de Accelerare Fermi din Batavia ( IL ), în Statele Unite ale Americii . Tevatron a accelerat protoni și antiprotoni într-un inel de 6,3 km dezvoltând o energie care a ajuns până la 1 TeV [1] . Finalizat în 1983 la un cost de 120 de milioane de dolari, a fost actualizat periodic de atunci. Construcția injectorului principal a fost cea mai importantă modificare, care a durat 5 ani începând din 1994 cu un cost final de 290 de milioane de dolari.
Operațiune
Accelerarea particulelor a fost realizată printr-o serie de pași. Prima etapă este ungenerator Cockroft-Walton , care acționează ca un pre-accelerator. În el o „sursă de ioni” primește hidrogen gazos dintr-un cilindru, îl ionizează și folosind un potențial electric îl accelerează sub formă de ioni negativi (formați dintr-un proton și doi electroni) până la o energie de 750 KeV . Utilizarea ionilor negativi are avantaje în ceea ce privește intensitatea fasciculului de particule pe care mașina o poate genera. Acești ioni traversează apoi un accelerator liniar ( linac ) de 150 m lungime și văd că energia lor crește până la 400 MeV , împinsă de câmpuri electromagnetice la o frecvență de 201,25 MHz . Ionii trec în cele din urmă printr-o folie subțire de carbon, care elimină electronii și permite protonilor rămași să acceseze Booster-ul .
Booster este un mic accelerator circular, pe care fiecare proton îl parcurge de până la 20.000 de ori pentru a atinge o energie de aproximativ 8 GeV . Din Booster, particulele trec în injectorul principal , finalizat în 1999, care le poate accelera până la 150 GeV. De asemenea, poate produce protoni la o energie de 120 GeV , utilizată pentru crearea de antiprotoni și pentru experimente de fizică a neutrinilor .
Antiprotonii sunt obținuți prin ciocnirea protonilor care vin din injectorul principal cu o țintă de nichel și selectarea câtorva antiprotoni produși în mijlocul ploii de particule rezultate din aceste coliziuni. Producerea unui antiproton este într-adevăr un eveniment rar și are loc doar o dată la fiecare sută de mii de coliziuni de protoni pe țintă.
Antiprotonii sunt apoi transportați către două inele de acumulare conectate succesiv care constituie Sursa antiprotonilor . În el, mișcarea haotică care caracterizează antiprotonii nou creați (răcire, în engleză antiproton cooling ) este redusă într-o mișcare mai ordonată, ceea ce face mai ușoară focalizarea ulterioară a fasciculului de particule pentru a obține o frecvență mare de colozii, de interes pentru experimente. Răcirea a fost inventată de Simon van der Meer .
Un alt inel de acumulare ( reciclatorul ), care rulează în același tunel cu injectorul principal, acceptă antiprotonii din sursă și aplică o răcire suplimentară antiprotonilor prin intermediul câmpurilor electromagnetice ( răcire stocastică ) și prin intermediul unui fascicul de electroni ( răcire electronică ) accelerat de un generator Van de Graaff foarte avansat, Pelletron . Protonii și antiprotonii sunt apoi trimiși la Tevatron.
În Tevatron, particulele din injectorul principal sunt accelerate până la 980 GeV. Protonii și antiprotonii sunt accelerați în direcții opuse și se ciocnesc la centrul energiei de masă de 1,96 TeV la detectorii CDF și DØ . Pentru a menține particulele pe orbită de-a lungul căii lor intenționate, Tevatron folosește magneți supraconductori răciți de heliu lichid, care produc un câmp magnetic de 4,2 Tesla .
Sistemul de răcire al Tevatron a fost declarat „ Reper istoric internațional ” de Societatea Americană a Inginerilor Mecanici la 27 septembrie 1993 . Din momentul finalizării sale (care a avut loc în 1978) a devenit o mare instalație criogenică care funcționează la cea mai scăzută temperatură din lume, permițând menținerea bobinelor magneților în starea supraconductoare. Acest lucru permite laboratorului să consume doar 1/3 din puterea necesară magneților care funcționează la temperaturi obișnuite. Astfel de înregistrări de temperatură au fost depășite ulterior de Marele Colizor de Hadroni ai CERN la momentul înființării sale în 2008 .
La 30 septembrie 2011, după 28 de ani de activitate, a fost anunțată închiderea acceleratorului. [2]
Descoperiri
În 1995 , experimentele CDF și DØ au făcut posibilă determinarea existenței quarkului superior , iar în 2007 i- au măsurat masa cu un procent de eroare de aproape un procent. Mai mult, în 2006 oscilația B s a fost observată pentru prima dată.
Notă
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Tevatron
linkuri externe
- ( RO ) Stare actualizată de funcționare a Tevatron , la www-bd.fnal.gov .
