Коллайдеры

С. р. налагает серьёзные ограничения на изготовление накопительных колец ускорителей. Обычно частоты колебаний должны быть удалены от С. р. С. р. может заметно ограничить светимость ускорителей со встречными пучками коллайдерами). [c.526]

Ускорители со встречными пучками (коллайдеры). При генерации новых частиц в акте соударения должна выделяться энергия, равная или превосходящая энергию покоя рождающихся частиц, т.е. сотни МэВ, а иногда многие десятки ГэВ. При таких больших энерговыделениях теряет значение не только хим. связь частиц, входящих в состав мишени, но и связь нуклонов в ядре, так что соударение происходит с одиночными нуклонами или даже с одиночными кварками, составляющими нуклон. Т. н. кумулятивные процессы, к-рые можно рассматривать как одноврем. столкновение ускоренной частицы с двумя или неск. нуклонами, представляют научный интерес, но при высоких энергиях наблюдаются крайне редко. [c.252]

Большинство создаваемых в настоящее время крупных ускорителей высокой энергии — коллайдеры. В них осуществляются столкновения рр, рр, е+е и ер, т. е. стабильных частиц (а также ядер), которые могут быть ускорены При этом в одном и том же кольце синхротрона могут быть одновременно ускорены р и р или е+ не частицы разных знаков двигаются одновременно в противоположных паправлепиях. Для столкновений рр требуются два ускорительных кольца. Разрабатываются также проекты создания линейных е+е -коллайдеров высоких энергий. [c.52]

Если энергии сталкивающихся пучков одинаковы, то система центра масс совпадает с лабораторной системой координат. В этом случае рожденные частицы разлетаются в разные стороны (преимущественно в направлениях, близких к направлениям сталкивающихся пучков) с относительно небольшими энергиями, полученными ими в акте рождения. Поэтому экспериментальные установки для таких коллайдеров должны перекрывать по возможности полный телесный угол (иметь 47г-геометрию ). [c.53]

Возможно использование коллайдеров также и для экспериментов с неподвижными мишенями. [c.53]

Развитие ускорителей — необходимое, но недостаточное условие прогресса экспериментальной физики частиц. Другим необходимым условием является развитие методики эксперимента, создание все более совершенных детекторов и соответствующей электроники, а также компьютеров и других современных технических средств. Быстрое возрастание возможностей и усложнение экспериментальных установок для физики частиц отражает стремительный ход научно-технической революции. Современные установки для больших коллайдеров отличаются от тех, на которых [c.53]

Словом детектор обозначают прибор, регистрирующий частицы. Однако возможно называть детекторами также большие комплексные установки для коллайдеров, как это принято в терминологии на английском языке. [c.53]

Подобно тому, как ф(3770), распадающийся в основном на нару очарованных мезонов DD, используется как источник i -мезонов, Т(10580), обозначаемый также T(4/S), масса которого немного превышает двойную массу Б-мезонов и который распадается на мезоны В и В, служит их основным (но не единственным) источником. Для соответствующего способа производства Б-мезопов энергии е+е -коллайдеров настраивают так, чтобы точно соответствовать массе T AS). [c.152]

М и ш е н ь представляет собой неподвижный образец, облучаемый пучком частиц (фиксированная мишень), либо сами сталкивающиеся частицы встречных пучков ускорителя—коллайдера. Для исследования элемептар [0Г0 акта на ускорителях с фиисиро- [c.423]

Координатные детекторы, локализующие траектории первичной и вторичных частиц, обладают пространств, точностью 0,1—0,2 мм при размерах в неск, м . В случае неподвижной мишени для этих целей используют годоскопы сцинтилляц. детекторов и плоские проволочные пропорциональные и дрейфовые камеры большой площади. В коллайдерах область столкновения частиц окружают многослойными про-волочны.ми цилиндрич. пропорциональными и дрейфовыми камерами (т. н. центр, детекторы). Центр, детекторы позволяют не только реконструировать пространств, картину наблюдаемых многочастичных событий, но иногда идентифицировать вторичные адроны по ионизации в газе. [c.424]

Рис. 3. Двухчастичный распад Л -бозона (на экране дпсплея ЭВМ), зарегистрированный дрейфовой камерой ускорителя-коллайдера Лаборатории н.м. Э. Ферми (США).

Рис. 4. Многочастичное событие, зарегистрироваЕ ное мног(.проволочными дрейфовыми камерами на ускорителе-коллайдере (ЦК PH).

Линейный ускорвтсль электронов (ЛУЗ), В нём используется, как правило, резонансное ускорение на бегущей эл.-магн. волне. Существ, преимущество ЛУЭ по сравнению с циклич. ускорителями — почти полное отсутствие излучения электронов вследствие нрактич. постоянства их скорости по величине и направлению на осн. части ускорителя. Поэтому именно в них целесообразно ускорять электроны вплоть до сверхвысоких энергий. Энергия действующих ЛУЭ лежит в пределах от единиц МэВ до 21,5 ГэВ. В СССР и США рассматриваются проекты линейных ускорителей электронов и позитронов на энергию 150—200 ГэВ для линейных коллайдеров (установок с линейными встречными пучками). Данные крупнейших ЛУЭ представлены в табл. 2. [c.589]

Рнс. 9. Общая схема ускорительного комплекса тяжёлых ионов со встречными пучками (на примере релятивистского коллайдера RHI ). [c.199]

Как уже отмечалось выще, при соударении частиц в коллайдерах может реализоваться вся набранная при ускорении энергия, в то время как при соударении быстрого протона с нуклоном неподвижной мишени используется только часть этой энергии. Так, для генерации У/ф-мезона энергия протона должна в 3,7 раз njpesbtmaTb энергию покоя y/vl/-Me30Ha, а для генерации Z -бозона нужно 50-кратное превышение энергии. Генерация тяжёлых частиц на неподвижных мишенях оказывается поэтому катастрофически невыгодной, и необходимо переходить к коллайдерам. В коллайдерах частицы могут двигаться навстречу друг другу или в одном кольце (частицы и античастицы), или в двух пересекающихся кольцах. [c.252]

Техника работы с накопит, кольцами, в к-рых движутся встречные пучки, очень сложна. Кол-во ядерных реакций, происходящих в единицу времени, оказывается в тысячи раз меньше, чем при неподвижных мишенях, из-за крайней разреженности пучков. Эффективность коллайдеров принято характеризовать их светимостью, т. е. числом, на к-рое нужно умножить эфф. сечение изучаемой реакции, чтобы получить число таких реакций в единицу времени. Светимость пропорц. произведению интенсивностей сталкивающихся пучков и обратно пропорц. площади сечения пучков (если они равны). Сталкивающиеся пучки должны, т. о., содержать много частиц и занимать небольшие объёмы в фазовом пространстве. Охлаждение фазового объёма электронных и позитронных пучков из-за сияхротрон-ного излучения обсуждалось выше. В то же время фазовый объём протонных пучков по мере ускорения уменьшается всего как //>, т. е совершенно недостаточно, А объём, занятый антипротонными пучками, оказывается очень большим уже при их генерации и мало уменьшается в дальнейшем, т, к. антипротоны образуются при высокой энергии (неск. ГэВ). Поэтому перед соударениями анти-протонные пучки должны накапливаться и охлаждаться, т. е. сжиматься в фазовом пространстве. [c.252]

Возмущения поля. Учёт отклонений поля от идеального приобретает особо важное значение в системах с большой длиной проходимого пути (в кольцевых ускорителях и коллайдерах) или в системах с очень малыми поперечными размерами и малым фазовым объемом пучка (в линейных электрон-позитронных коллайдерах). Исследование неиде-альностей поля приводит к появлению малых дополнит, членов в правой части ур-ний движения. Аналитич. решение этих ур-ний может быть найдено с помощью теории возмущений. При этом решение линеаризованных ур-ний движения в идеальном магн. 1юлс используется в качестве первого приближения, Анализ показывает, что в кольцевых ускорителях нсидеальности поля приводят к раскачке колебаний и возникАОвению поперечных резонансов. Общее условие резонанса имеет вид [c.334]

В кольцевых ускорителях и накопителях силы, связанные с собств. полем пучка, приводят к кулоновским сдвигам бетатронных частот, пропорциональным интенсивности циркулирующего пучка. В однопучковых системах силы кулоновского расталкивания частично компенсируются силами эл.-динамич. стягивания, поэтому значения кулоновских сдвигов пропорциональны у , где у — релятивистский фактор. Т. о., эффекты, связанные с кулоновским сдвигом, играют существенную роль или в адронных ускорителях с нерелятивистской энергией, или в коллайдерах, в к-рых такая компенсация отсутствует. Допустимые значения кулоновских сдвигов определяются расстоянием до опасных резонансов бетатронных колебаний. Они, как правило, невелики [для адронных ускорителей Av-0,3, для коллайдеров Ду (0,01—0,05)]. Ввиду малости этих сдвигов (Av/v 1 их зависимость от интенсивности может быть вычислена с помощью теории возмущений. [c.335]

Первым подтверждением теории Э. в. послужило открытие нейтральных токов (1973). Дальнейшее уточнение данных по нейтральным токам привело к значению угла б - sin 0 и-= 0,223+ 0,002. Триумфом теории явилось открытие W- и Z-бозонов на протон-антипротонном коллайдере ЦЕРН (1983). Накоплено большое кол-во данных, к-рые в совокупности дают превосходное согласие эксперимента с теорией. Интересно, что все данные согласуются с низшим порядком теории возмущений с параметрами [c.593]

Осн. проблема Э. в., требующая решения,—изучение механизма нарушения исходной инвариантности. Самый прямой путь здесь—поиски хиггсова скаляра. Теория не предсказывает его массу А/д, поэтому диапазон поисков очень широк. Активно обсуждается возможность 1(Ю ГэВ < А/я < 1000 ГэВ, 1с-рая будет исследована на коллайдерах нового поколения (LH , SS ). Открытие хиггсова скаляра означало бы окончательное подтверждение теории Э. в. в исходной формулировке С, Вайнберга и А, Салама, Другая важная нерешённая проблема—нарушение СР- и Г-инвариантностей. Отмечалось, что если [c.593]

Наконец, в 1983 в ходе экспериментов на протон-анти-протонном коллайдере (установке для осуществления встречных столкновений пучков ускоренных частиц) открыты самые тяжёлые из известных Э. ч. заряженные промежуточные бозоны (>Я гЯй80 ГэВ) и нейтральный промежуточный бозон Z° m2=9 ГэВ). [c.597]

Слово коллайдер обозначает ускоритель, в котором ускоренный нучок сталкивается не с неподвижной мишенью, а с другим, встречным ускоренным нучком. [c.52]

Протонный синхротрон PS на 28 ГэВ (бывший в 60-е годы одним из крупнейших ускорителей в мире), помимо использования для своей научной программы, впоследствии поставлял ускоренные протоны в ISR — накопитель с пересекающимися пучками протонов и в SPS — протонный синхротрон на 400 ГэВ, а также вырабатывал антипротоны для рр-коллайдера SppS, созданного на основе SPS. И после всего этого он будет работать на LH [c.53]

Таким образом, в системе центра масс (которая в симметричных коллайдерах совпадает с лабораторной) вторичные частицы образуют два направленных в противоположные стороны пучка, сужающихся с ростом энергии, поскольку продольные импульсы при этом возрастают. В системе, где частица-мишень покоится, пучок частиц, испускаемых в с. ц. м. в направлении первичной, за счет преобразований Лорепца дополнительно сужается, а пучок, испускаемый в с. ц. м. в противоположную сторону, меняет направление и расширяется. В результате образуются два вылетающих вперед конуса — узкий и широкий . [c.97]

Исследование структуры нуклонов остается актуальным, и для него создаются новые экспериментальные возможности. Для этой цели в Германии сооружен даже специальный большой коллайдер HERA (длина окружности свыше 6 км), в котором сталкиваются нучок электронов (26 ГэВ) и нучок протонов (820 ГэВ). [c.137]

На ускорителе SLA в Стэнфорде в начале 70-х годов группой под руководством Б. Рихтера был создан кольцевой е+е -коллайдер SPEAR с энергией в с.ц. м. до 7,5 ГэВ, превосходившей энергии существовавших в то время ускорителей такого типа. Для проведения экспериментов на этом коллайдере была создана многоцелевая установка MARKI. Ее основу составляла цилиндрическая искровая камера, помещенная внутри солено-идального магнита с нолем 4,6 кГс. Снаружи были размещены счетчики, которые измеряли время пролета частиц, и таким способом определяли их скорость, дальше располагались ливневые счетчики для регистрации фотонов и идентификации электронов, и, наконец, все это было окружено помещенными между железными блоками пропорциональными камерами для регистрации мюонов. [c.141]

В 1978 г. на е+е -коллайдере DORIS в DES Y (Германия) было обнаружено сначала рождение Т, а затем, после увеличения достигаемой на коллайдере энергии, — также и Т. Образование этих частиц проявлялось в виде узких пиков сечепия рождения адронов в е+е -столкновениях при энергиях, соответствующих массам Т и Т. [c.150]

На рис. 8.5 представлены как результаты группы Ледермана (1977 г.), так и результаты, полученные позднее на DORIS. Как наглядно демонстрирует этот рисунок, разрешение по массе рождаемых состояний на е+е -коллайдере существенно лучше. [c.150]

Исследования но физике 6-кварков осуществляются в основном на В-мезонах, прежде всего благодаря возможности рождения большого их количества на е+е -коллайдерах (существуют даже Б-фабрики ). Эти исследования ведутся весьма интенсивно, одновременно в нескольких крупных ускорительных лабораториях (в частности, на ускорителях ESR и SL в США, PETRA в Германии и т.д.). [c.152]

Третий заряженный лентон, обозначенный г (тау ), был открыт в 1975 г. в эксперименте на е+е -коллайдере SPEAR (SLA , Стэнфорд), на котором незадолго до этого были обнаружены J/ф и ф. Особая роль в открытии г принадлежала М. Перлу, осуществившему вместе с коллегами целепаправлеппый поиск третьего заряженного лентона, более тяжелого, чем электрон и мюон. [c.162]

Исследования г-лентонов были подхвачены сначала группой физиков, работавших с детектором PLUTO на е+е -коллайдере DORIS (DESY), а затем и многими другими группами. Все опи для образования г использовали процесс (9.5). [c.163]

И тогда в 1976 г. К. Руббиа (ЦЕРН) совместно с двумя коллегами выдвинул смелую идею создать для поиска W и на базе протонного суперсинхротрона SPS протоп-аптипротоппый коллайдер с необходимой энергией и светимостью. В то время еще нигде не было ускорителей со встречными рр-нучками и многие сомневались в осуществимости такого проекта. Одпако идея была реализована, рр-коллайдер и соответствующие крупномасштабные установки были созданы, и к началу 1983 г. в ЦЕРНе были обнаружены И -бозоны, а через несколько месяцев и Z . [c.180]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...