Бирмингемский синхротрон
Бирмингемский синхротрон — циклический ускоритель протонов на энергию 1 ГэВ, один из первых в мире синхротронов (реально — синхрофазотронов), построенный в Бирмингемском университете в 1953 году под руководством Марка Олифанта.
| Бирмингемский синхротрон | |
|---|---|
| Тип | Синхрофазотрон |
| Назначение | Эксперименты по физике высоких энергий |
| Страна |
 Великобритания |
| Лаборатория | Бирмингемский университет |
| Годы работы | 1953-1967 |
| Технические параметры | |
| Частицы | протоны |
| Энергия | 1 ГэВ |
| Частота повторения | 0.1 Гц |
| Число сгустков | 1 |
| Число частиц в сгустке | 3×109 |
История
Идею синхротрона — циклического ускорителя, в котором частицы ускоряются малым электрическим полем и движутся по неизменной замкнутой орбите в магнитном поле, которое растёт в процессе ускорения — Олифант сформулировал в 1943 году[1]. В 1945 году В.И. Векслер и Макмиллан сформулировали принцип автофазировки, который теоретически обосновал устойчивость частиц при ускорении, и тогда идея синхротронов быстро приобрела популярность. Физический проект ускорителя Олифант подготовил уже к 1947 году, но к сожалению, в послевоенной Великобритании из-за скудного финансирования проект синхротрона продвигался крайне медленно[2], кроме того, в 1950 году уехал в Австралию главный вдохновитель проекта — Олифант. В результате в 1952 году первым в мире протонным синхротроном стал 3 ГэВ ускоритель Космотрон в Брукхейвенской национальной лаборатории в США. Первый пучок в Бирмингемском синхротроне был получен в июне 1953 года[1].
Описание
Синхротрон представлял собой слабофокусирующее кольцо диаметром 9 м (30 футов) с керамической вакуумной камерой прямоугольного сечения 40×10 см²[3]. Инжекция осуществлялась из ускорителя Кокрофта-Уолтона на энергии 430 КэВ. Цикл ускорения занимал 1 с, в течение которой магнитное поле поднималось с 217.5 Гс до 12.5 кГс. Частота повторения составляла 6 раз в минуту. Интенсивность протонного пучка не превышала 3×109 частиц. Общий вес магнитной системы составил 800 тонн[4].
Одной из самых сложных систем ускорителя стала ускоряющая ВЧ-система, частота которой должна была перестраиваться в очень широких пределах (от 330 кГц до 9.3 МГц[5][6][4]) в процессе ускорения пучка.
Энергии выпущенного пучка было недостаточно для рождения странных частиц, а малая интенсивность пучка не позволяла создавать полезные для физики элементарных частиц вторичные пучки пионов. Немногочисленные физические эксперименты, проведённые на Бирмингемском синхротроне, были связаны с протон-протонными рассеяниями, однако никаких выдающихся экспериментов на нём сделано не было. В 1967 году синхротрон был окончательно остановлен.
Примечания
- Fifty Years of Synchrotrons, E.J.N. Wilson, proc. EPAC'1996.
- A Memoir of the MURA Years, F.T. Cole, proc. Cyclotrons'2001, p.5.
- The vacuum system of the Birmingham proton synchrotron, L. Riddiford, J. Sci. Instrum., 28, 1951, p.47.
- Early Synchrotrons in Britain, J,D, Lawson, p.13.
- The acceleration of charged particles to very high energies, M.L. Oliphant et al., Proc. Phys. Soc. 59, 1947, p.666.
- The radio-frequency system of the Birmingham proton synchrotron, L.U. Hibbard, J. Sci. Instrum., 31, 1954, p.363.
Литература
- The acceleration of charged particles to very high energies, M.L. Oliphant et al., Proc. Phys. Soc. 59, 1947, p.666.
- Proton Synchrotron of the University of Birmingham, Nature 172, (17 October 1953), p.704-706.
- Experimental characteristics of the proton pynchrotron, P.B.Moon et al., proc. Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, 1955.