Intersecting Storage Rings

Intersecting Storage Rings
Intersecting Storage Rings 01.png
Схема ускорительного комплекса ISR
Тип Синхротрон
Назначение Коллайдер
Страна Швейцария Швейцария
Лаборатория ЦЕРН
Годы работы 1971 - 1984
Эксперименты R105, R108, SFM, AFS
Технические параметры
Частицы протоны, дейтроны, антипротоны
Энергия 31.5 ГэВ
Периметр/длина 942.66 м
Бетатронные частоты 8.9, 8.9
Светимость 1.4×1032см−2с−1
Прочая информация
Географические координаты 46°14′05″ с. ш. 6°02′35″ в. д.HGЯO

ISR (англ. Intersecting Storage Rings) — первый в мире адронный коллайдер, работавший в международном научном центре ЦЕРН в 1971—1984 годах. Строительство машины началось в 1966 году, в 1971 году в оба кольца были захвачены пучки, на начальном этапе с импульсом 15 ГэВ/c.

Максимальная энергия протонов в ISR составила 31.5 ГэВ. В основном ISR работал в режиме протон-протонных столкновений, светимость коллайдера росла, достигнув в 1973 году проектного значения 4×1030см−2с−1, и значительно превысив его к закрытию машины в 1984 году, составив 1,4×1032см−2с−1[1][2]. Этот рекорд светимости адронных коллайдеров был превзойдён лишь в 2004 году на Тэватроне. Кроме того в ISR проводились эксперименты с ускорением пучков дейтронов, также коллайдер работал в режиме протон-антипротонных столкновений, со светимостью 2,5×1028см−2с−1[3].

Основные параметры синхротрона[4]
Энергия протонов, E 28 ГэВ
Периметр, П 942.66 м
Число пересечений 8
Угол пересечения 14.7885°
Поле поворотных магнитов, H0 12 кГс
Сечение вакуумной камеры 160×52 мм²
Общий вес магнитной системы 5500 т
Частота ВЧ, f0 3.53 МГц
Кратность ВЧ, q 30
Число ВЧ-резонаторов 6
Бетатронные частоты, νx, νy 8.9, 8.9

Программа по физике элементарных частиц на ISR не увенчалась значительными открытиями, хотя на коллайдере работал ряд детекторов (R105, R108, SFM, AFS), и отрабатывалось использование различных отдельных систем детектирования[5]. В 1974 году на ISR наблюдали J/ψ-мезон, открытый несколькими месяцами раньше в лабораториях SLAC и BNL, а в 1977 году наблюдался и ϒ-мезон, также открытый чуть ранее в Фермилабе.

Основные достижения ISR связаны с получением высокого вакуума (3×10−12 Торр), с использованием систем обратной связи для подавления коллективных неустойчивостей, и, конечно, с разработкой и применением стохастического охлаждения. Метод стохастического охлаждения предложил Симон Ван дер Меер, впервые он был успешно применён на ISR, а позже на работавшем в режиме протон-антипротонных столкновений коллайдере SppS, что позволило получить достаточную интенсивность пучков и, в свою очередь, открыть W- и Z-бозоны. За изобретение стохастического охлаждения Ван дер Меер разделил Нобелевскую премию с Карло Руббиа в 1984 году.


Примечания[ | ]

  1. Operating Results from ISR, W. Schnell, Proc. PAC'1973, p.747.
  2. The ISR in the time of Jentschke, Kjell Johnsen, CERN Courier, Jun 2003.
  3. Antiprotons in the ISR, P.J. Bryant, Proc. PAC'1983, p.2047.
  4. Experiences During the Early Running-in Phase of the ISR, K.Johnsen, Proc. PAC'1971, p.199.
  5. Evolution and revolution: detectors at the ISR, CERN Courier, Jan 2011.

Литература[ | ]