21-10-2023
Колла́йдер (англ. collider от англ. collide — сталкиваться) — ускоритель на встречных пучках, предназначенный для изучения продуктов их соударений. Благодаря коллайдерам учёным удаётся придать элементарным частицам вещества высокую кинетическую энергию, направить их навстречу друг другу, чтобы произвести их столкновение.
По виду коллайдеры подразделяются на кольцевые, например, Большой адронный коллайдер в научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований (фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, CERN) и линейные, как проектируемый ILC.
Содержание |
В 1956 году Дональд Керст предложил использовать сталкивающиеся пучки протонов для изучения физики элементарных частиц[1], а Джерард О’Нил предложил использовать накопительные кольца (storage rings) для получения интенсивных пучков[2]. Активные работы по созданию коллайдеров начались одновременно в конце 1950-х годов в лабораториях Фраскати (Италия), SLAC (США) и ИЯФ (СССР).
Первым заработал электрон-позитронный коллайдер AdA, построенный под руководством Бруно Тушека во Фраскати. Однако первые результаты были опубликованы (1966) на год позже, чем наблюдения упругого рассеяния электронов (1965) на ВЭП-1 (Встречные Электронные Пучки), машине, созданной под руководством Г. И. Будкера[3]. Ещё чуть позже были получены пучки в американском ускорителе. Эти три первых коллайдера были тестовыми машинами, продемонстрировавшими возможность изучения физики элементарных частиц на коллайдерах.
Первым адронным коллайдером стал протонный синхротрон ISR, запущенный в 1971 году CERNе с энергией 32 ГэВ в пучке. Единственный в истории линейный коллайдер — SLC, работавший в 1988—1998 годах.
Данные взяты с сайта Particle Data Group[4] и из справочника «Handbook of accelerator physics and engineering»[5].
Ускоритель | Центр, город, страна | Год запуска | Ускоряемые частицы | Максимальная энергия пучка, ГэВ | Светимость, 1030 см−2сек−1 | Периметр (длина), км |
---|---|---|---|---|---|---|
ВЭПП-2000 | ИЯФ, Новосибирск, Россия | с 2006 | е+е− | 1,0 | 100 | 0,024 |
ВЭПП-4М | ИЯФ, Новосибирск, Россия | с 1994 | е+е− | 6 | 20 | 0,366 |
ВЕРС-II | IHEP, Пекин, Китай | с 2007 | е+е− | 1,89 | 2700 | 0,23753 |
DAFNE | Frascati, Италия | с 1999 | е+е− | 0,7 | 150 | 0,098 |
RHIC | BNL, США | с 2000 | pp, Au-Au, Cu-Cu, d-Au | 100/n | 10, 0,0015, 0,02, 0,07 | 3,834 |
LHC | CERN | с 2008 | pp, Pb-Pb |
4000 (планируется 7000), 1380/n (планируется 2760/n) |
10000 (достигнута 6000), 0,001 (планируется) |
26,659 |
Ускоритель | Центр, город, страна | Годы работы | Ускоряемые частицы | Максимальная энергия пучка, ГэВ | Светимость, 1030 см−2сек−1 | Периметр (длина), км |
---|---|---|---|---|---|---|
AdA | Frascati, Италия; Орсэ, Франция | 1962 - 1964 | е+е− | 0,25 | 0,003 | |
CBX | Стэнфорд, США | 1963 - 1965 | е−е− | 0,3 | 0,012 | |
ВЭП-1 | ИЯФ, Новосибирск, Россия | 1963 - 1968 | е−е− | 0,16 | 0,005 | 0,0027 |
ВЭПП-2 | ИЯФ, Новосибирск, Россия | 1965 - 1974 | е+е− | 0,7 | 0,0115 | |
ACO | Орсэ, Франция | 1966 - ? | е+е− | 1 | ||
ADONE | Frascati, Италия | 1969 - 1993 | е+е− | 1,5 | 0.3 | 0.105 |
CEA | Кембридж, США | 1971 - 1973 | е+е− | 3,5 | 100 | |
ISR | CERN | 1971 - 1984 | pp | 31,5 | 140 | 0,948 |
SPEAR | SLAC, Стэнфорд, США | 1972 - 1990 | е+е− | 3 | ||
ВЭПП-2М | ИЯФ, Новосибирск, Россия | 1974 - 2000 | е+е− | 0,7 | 3 | 0,012 |
DORIS | DESY, Германия | 1974 - 1993 | е+е− | 5 | ||
DCI | Орсэ, Франция | 1976 - ? | е±е± | 3,6 | ||
PETRA | DESY, Германия | 1978 - 1986 | е+е− | 20 | ||
CESR | Cornell | 1979 - 2002 | е+е− | 6 | 1280 на 5,3 ГэВ | 0,768 |
PEP | SLAC, Стэнфорд, США | 1980 - 1990 | е+е− | 30 | ||
SppS | CERN | 1981 - 1984 | pp | 315 | 6,9 | |
Tristan | KEK, Япония | 1986 - ? | е+е− | 60 | ||
Tevatron | Fermilab, США | 1987 - 2011 | pp | 980 | 171 | 6,28 |
SLC | SLAC, Стэнфорд, США | 1988 - 1998 | е+е− | 45 | ||
LEP | CERN | 1989 - 2000 | е+е− | 104,6 | 24 на Z0; 100 при >90 ГэВ | 26,659 |
ВЕРС | IHEP, Пекин, Китай | 1989 - 2005 | е+е− | 2,2 | 5 на 1,55 ГэВ; 12,6 на 1,843 ГэВ |
0,2404 |
HERA | DESY, Германия | 1992 - 2007 | е±р | е±: 30; p: 920 | 75 | 6,336 |
PEP-II | SLAC, Стэнфорд, США | 1999 - 2008 | е+е− | е−: 12; e+: 4 | 10025 | 2,2 |
KEKB | KEK, Япония | 1999 - 2010 | е+е− | е−: 8; е+: 3,5 | 16270 | 3,016 |
CESR-C | Cornell | 2002 - 2008 | е+е− | 6 | 60 на 1,9 ГэВ | 0,768 |
Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Ускорители заряженных частиц | ||
---|---|---|
По конструкции |
Высоковольтный • Линейный (Индукционный) • Бетатрон • Циклотрон (Изохронный) • Фазотрон • FFAG • Синхрофазотрон • Синхротрон • Микротрон • Рекуператор |
|
По назначению |
Промышленный • Масс-спектрометрия • Медицинский • Источник СИ • Лазер на свободных электронах • Коллайдер |
Коллайдер.