Открыть главное меню

Беватрон

Беватро́н (Bevatron, от BeV — Billion ElectronVolt) — ускоритель, слабофокусирующий протонный синхротрон на энергию 6 ГэВ, работавший в Национальной лаборатории им. Лоуренса (LBNL, Калифорния) в 1954-1971 годы для проведения экспериментов в области физики высоких энергий и элементарных частиц, а в 1971-2009 годы в качестве бустера тяжёлых ионов для линейного ускорителя SuperHILAC.

Bevatron
Bevatron interior (4675235347).jpg
Здание после демонтажа Беватрона (2010)
Тип Синхрофазотрон
Назначение эксперименты ФЭЧ
Страна Соединённые Штаты Америки США
Лаборатория LBNL
Годы работы 1954-2009
Технические параметры
Частицы протоны, ионы
Энергия 0.0099 - 6.2 ГэВ
Периметр/длина 120.16 м
Частота обращения 0.36-2.47 МГц
Частота повторения 1/6 Гц
Бетатронные частоты 0.63, 0.77
Число сгустков 1
Прочая информация
Географические координаты 37°52′38″ с. ш. 122°15′03″ з. д.HGЯO
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

АнтипротоныПравить

В 1932 году был открыт позитрон, предсказанный уравнением Дирака, в 1936 году в космических лучах открыты мюоны, а в 1947 году и пионы с зарядами обоих знаков. Было твёрдое убеждение, что у каждой частицы существует своя античастица. Таким образом, Беватрон проектировался в конце 1940-х годов в первую очередь для экспериментального наблюдения антипротонов. Соответственно, для рождения антипротона с массой покоя ~938 МэВ при столкновении протона с покоящимся ядром, необходима была энергия в пучке 6.2 ГэВ. В 1954 году Беватрон заработал, и в 1955 году были зарегистрированы первые антипротоны, а вскоре и антинейтроны. За открытие антипротонов Эмилио Сегре и Оуэн Чемберлен получили в 1959 году Нобелевскую премию.

Особенности конструкцииПравить

Поскольку на момент проектирования жёсткая фокусировка ещё не была изобретена, ускоритель был слабофокусирующим, что означало большой размер пучка, а значит огромную вакуумную камеру и гигантский размер магнитных элементов. Магнит Беватрона, создающий ведущее поле, весил 10000 тонн. Для того чтобы запитать магнит при подъёме энергии протонного пучка использовался огромный мотор-генератор. После окончания очередного цикла, когда пучок был выпущен или сброшен, запасённая в магнитном поле энергия извлекалась обратно, раскручивая мотор.

 
Первые треки, зарегистрированные Джоном Вудом в пузырьковой камере на Беватроне.

Жидководородные пузырьковые камерыПравить

Выпущенный из Бэватрона пучок протонов мог непосредственно использоваться в экспериментах, либо, после взаимодействия с мишенью, производить вторичные пучки других частиц (нейтрино, пионов). Первичные или вторичные пучки использовались в разнообразных экспериментах для изучения физики элементарных частиц. Для детектирования событий использовались, в частности, жидководородные пузырьковые камеры, где перегретый жидкий водород вскипал при прохождении одиночной частицы. Каждое такое событие фотографировалось на фотоплёнку, треки обмерялись, а для обработки многих тысяч фотоснимков были разработаны специальные автоматы. За цикл работ на пузырьковых камерах, благодаря которому было открыто множество резонансных состояний, Луис Альварес в 1968 году получил Нобелевскую премию.

Bevalac и окончательная остановкаПравить

В 1971 году Беватрон начал использоваться как бустер для инжекции в линейный ускоритель тяжёлых ионов SuperHILAC (Super Heavy Ion Linear ACcelerator). Такой комплекс был предложен Альбертом Гиорсо, который назвал его Bevalac. На комплексе ускоряли множество разнообразных ионов вплоть до остановки проекта в 1993 году.

В 2009 году начался демонтаж кольца Беватрона, окончание работ запланировано в 2011 году.

См. такжеПравить

СсылкиПравить