Протонный суперсинхротрон
Протонный суперсинхротрон (Super Proton Synchrotron, SPS, Супер-протонный синхротрон) — кольцевой ускоритель частиц ЦЕРН с длиной кольца 6.9 км.[1] Первоначально рассчитанный на 300 ГэВ, SPS был реально сконструирован на энергию 400 ГэВ. Официальной датой вывода на полную энергию считается 17 июня 1976 года. Однако к тому моменту эту энергию уже удалось превзойти ускорителю из Фермилаба, достигшему 14 мая того же года энергии 500 ГэВ.
Super Proton Synchrotron | |
---|---|
![]() Каскад ускорителей LHC | |
Тип | Синхротрон |
Назначение | Бустер, коллайдер |
Страна |
![]() ![]() |
Лаборатория | ЦЕРН |
Годы работы | 1976 - |
Эксперименты | UA1, UA2, NA48, COMPASS, OPERA, AWAKE |
Технические параметры | |
Частицы | протоны, антипротоны, ионы, электроны, позитроны |
Энергия | 450 ГэВ (протоны) |
Периметр/длина | 6.9 км |
Прочая информация | |
Географические координаты | 46°14′06″ с. ш. 06°02′33″ в. д. |
Сайт | The Super Proton Synchrotron |
![]() |
SPS был разработан командой, возглавляемой Джоном Адамсом.
SPS использовался для ускорения протонов, антипротонов, электронов и позитронов (в качестве инжектора электрон-позитронного коллайдера LEP), а также тяжёлых ионов. Наиболее значимой была его работа в качестве протон-антипротонного коллайдера с 1981 по 1984 год (в этом статусе он назывался ), когда пучки SPS производили данные для экспериментов UA1 и UA2. В результате этих экспериментов были обнаружены W- и Z-бозоны. За это открытие, а также за реализацию метода стохастического охлаждения в 1984 году Карло Руббиа и Симон ван дер Мер получили Нобелевскую премию по физике.
SPS послужил идеальной тестовой площадкой для новых концепций в ускорительной физике. В 1999 году он использовался для изучения эффектов, связанных с образованием электронных облаков в вакуумной камере с циркулирующим высокоэнергетичным протонным пучком.[2] В 2003 году SPS был первым ускорителем, где прямым способом были измерены члены «Hamiltonian resonance driving terms».[3] В 2004 году были проведены эксперименты по подавлению вредных эффектов столкновения пучков (т. н. «эффекты встречи») (как и в LHC).[4]
В настоящее время SPS используется в качестве заключительного предускорителя протонных пучков для Большого адронного коллайдера, который был запущен в тестовом режиме 10 сентября 2008 года. В этой роли SPS разгоняет протоны от энергии 26 ГэВ до 450 ГэВ. Будучи предускорителем Большого адронного коллайдера, SPS в то же время позволяет вести и другие научные программы, в которых он используется как источник протонов с энергией 400 ГэВ. Среди них — эксперименты с фиксированной мишенью COMPASS, NA48 и NA61/SHINE. SPS также используется в эксперименте OPERA как источник потока нейтрино, детектируемых в итальянской лаборатории Gran Sasso, расположенной на расстоянии в 730 км от ЦЕРН.
Усовершенствованный SPS: Super-SPS
Предполагается, что к 2015 году Большому адронному коллайдеру предстоит усовершенствование — значительное увеличение светимости. Это потребует усовершенствования и цепочки предускорителей, включая SPS. От SPS потребуется, в первую очередь, увеличение энергии пучка до 1 ТэВ.[5]
Примечания
- SPS Presentation на сайте Beams Department Operation Group, CERN. (недоступная ссылка). Дата обращения: 12 августа 2009. Архивировано 5 октября 2011 года.
- Electron Cloud: Observations with LHC-Type in the SPS, Proc. EPAC’2000, Vienna, Austria.
- Measurement of resonance driving terms (недоступная ссылка). Дата обращения: 17 августа 2009. Архивировано 16 июля 2011 года.
- Experiments on LHC Long-Range Beam-Beam Compensation in the SPS, Proc. EPAC’2004, Lucerne, Switzerland.
- Super-SPS