Antiprotonový akumulátor - Antiproton Accumulator

Synchrotron Super Proton – Antiproton
(Sp p S)

Klíčové experimenty Sp p S
UA1	Podzemní oblast 1
UA2	Podzemní oblast 2
UA4	Podzemní oblast 4
UA5	Podzemní oblast 5
Sp p S pre-akcelerátory
PS	Protonový synchrotron
AA	Antiprotonový akumulátor

Antiprotonů Akumulátor ( AA ) byl infrastruktura připojena k Proton antiprotonů urychlovači (Sp p S) - modifikace Super Proton Synchrotron (SPS) - v CERN . AA byl postaven v letech 1979 a 1980 pro výrobu a akumulaci antiprotonů . Ve Sp p S byly antiprotony vyrobeny ke srážce s protony a dosáhly kolizí v centru hmotné energie přibližně. 540 GeV (později zvýšeno na 630 GeV a nakonec v pulzním režimu na 900 GeV). Několik experimentů zaznamenalo data ze srážek, nejvíce pozoruhodně experiment UA1 a UA2 , kde byly v roce 1983 objeveny W a Z bosony .

Koncept projektu vyvinula a propaguje C. Rubbia , za kterou v roce 1984 obdržel Nobelovu cenu . O cenu se podělil se Simonem van der Meerem , jehož vynález metody stochastického chlazení poprvé umožnil výrobu antiprotonů ve velkém.

Úkon

Přehled antiprotonového akumulátoru (AA) v CERNu

Antiprotony byly vyrobeny nasměrováním intenzivního protonového paprsku o hybnosti 26 GeV/c z protonového synchrotronu (PS) na cíl produkce. Vznikající výbuch antiprotonů měl hybnost 3,5 GeV/c a byl vybrán pomocí spektrometru a vstříknut do AA. Vyrobené antiprotony by měly značné rozpětí hybnosti, které bylo sníženo během 2 s oběžné dráhy kolem AA, metodou stochastického chlazení Simon van der Meers . Antiprotony byly poté chyceny pomocí radiofrekvenčního systému a přesunuty dovnitř na oběžné dráze do stohovací oblasti. Další výbuch antiprotonů dorazil 2,4 s (doba cyklu PS) po předchozím. Tento proces se opakoval během celého akumulačního období, které trvalo asi jeden den. Nejintenzivnější hromádka získaná po mnoha dnech by typicky obsahovala 5,2 · 10 ¹¹ antiprotonů.

Husté jádro antiprotonů bylo poté vysunuto z AA a zrychleno na 26 GeV/c pomocí PS. Tři svazky antiprotonu byly postupně přeneseny do Sp p S, každé 2,4 s. Těsně před přenosem antiprotonu by PS již zrychlil a přenesl tři protonové svazky obíhající opačným směrem k antiprotonům. Když tři svazky antiprotonů a tři svazky protonů naplnily Sp p S, svazky se zrychlily na 315 GeV a paprsky cirkulovaly celé hodiny. Během této doby se AA nadále hromadily, aby byly připraveny na přesun následujícího dne.

Experimenty s antihmotou

Simon van der Meer v Antiproton Accumulator Control Room, 1984

Od začátku projektu byl rozpoznán potenciál fyziky s nízkoenergetickými antiprotony. Byl postaven nízkoenergetický antiprotonový prsten (LEAR), který od roku 1983 obdržel antiproton od AA pro zpomalení až na 100 MeV/c. První uměle vytvořená antihmota , ve formě anti-vodíku , byla vytvořena v experimentu odchytů v LEAR v roce 1995. Prvním klientem pro antiprotony z AA však byly Intersecting Storage Rings (ISR) , kde došlo ke srážkám proton-antiproton bylo dosaženo počátkem roku 1981.

Aktualizace systému akumulace Antiproton

Aby byla uspokojena potřeba více antiprotonů, byl projekt ACOL (Antiproton COLlector) koncipován v roce 1983 a implementován v letech 1986 a 1987. Výroba antiprotonů (cílová a cílová oblast) byla modernizována; antiprotonů kolektoru (AC) , s přijetí v příčném a podélném fázového prostoru mnohem větší, než je AA, byl postaven těsně kolem AA; a AA byl následně upraven. Míra akumulace AA, dříve typicky 10 ¹¹ antiprotonů za den, se tedy zvýšila o řád, obvykle na 10 ¹² .

AC a AA byly společně označovány jako Antiproton Accumulation Complex (AAC) . AAC byl jedním z nejvíce automatizovaných komplexů urychlovačů své doby.

Po posledním běhu Sp p S, v roce 1991, zůstal LEAR jediným klientem AAC a hledal se jednodušší způsob, jak sloužit fyzice s nízkou energií. LEAR byl přeměněn na nízkoenergetický iontový prsten (LEIR) , AA byl rozebrán a AC byl přeměněn na Antiproton Decelerator (AD) .

Viz také

• Experiment UA1
• Experiment UA2
• Stochastické chlazení
• W a Z bosony
• Sběratel antiprotonu
• Synchrotron Super Proton – Antiproton

Reference