Колайдер

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене

Кола́йдерът (на английски: collider от на английски: collide — сблъскване) е ускорител на насрещни снопове от елементарни частици, предназначен за изучаване на продуктите от тези сблъсъци. Посредством колайдерите учените успяват да сблъскват елементарни частици на материята с голяма взаимна кинетична енергия, а след това да изучават проявленията от тези сблъсъци.

Принцип на работа[редактиране | edit source]

Колайдерите са два вида - кръгови, например, големият адронен ускорител в Европейския център за ядрени изследвания CERN (Centre europeen de recherche nucleaire). и линейни, като проектирания Международен линеен колайдер.

История[редактиране | edit source]

През 1956 г. Доналд Керст предлага използването на сблъскващи се протонни снопове за изучаване на физиката на елементарните частици[1], а Джерард О'Нил предлага използването на натрупващи пръстени (storage rings) за получаване на интензивни снопове от елементарни частици[2]. Активната работа по създаване на колайдерите започва едновременно в края на 1950-те години в лабораторииите Фраскати (Италия), SLAC (САЩ) и ИЯФ (СССР).

Първи заработва електронно-позитронният колайдер AdA, построен под ръководството на австрийския физик Бруно Тушека във Фраскати. Обаче първите резултати са публикувани през1966 г- една година по-късно в сравнение с наблюденията на еластично разсейване на електрони през 1965 г. на НЕС-1 под ръководството на акад. Герш Будкер[3]. По-късно са получени насрещни снопове и в американския ускорител. Тези три първи колайдера са тестващи устройства, демонстрирали възможността за изучаване физиката на елементарните частици в колайдери.

Първият адронен колайдер стана протонният синхротрон ISR, пуснат в действие през 1971 г. в CERN с енергия от 32 GeV в снопа. Единственият в историята работещ линеен колайдер — SLC, работи в периода 1988 - 1998 г.

Действащи колайдери[редактиране | edit source]

Данните са взети от сайта Particle Data Group[4] и от справочника "Handbook of accelerator physics and engineering"[5].

Ускорител Център, град, страна Година на пускане Ускоряеми частици Максимална енергия на снопа, GeV Светимост, 1030 cm−2s−1 Периметър (дължина), km
ВЕПП-2000 ИЯФ, Новосибирск, Русия от 2006 е+е 1,0 100 0,024
ВЕПП-4М ИЯФ, Новосибирск, Русия от 1994 е+е 6 20 0,366
ВЕРС-II IHEP, Пекин, Китай от 2007 е+е 1,89 2700 0,23753
DAFNE Фраскати, Италия от 1999 е+е 0,7 150 0,098
Теватрон Фермилаб, САЩ от 1987 pp 980 171 6,28
RHIC BNL, САЩ от 2000 pp, Au-Au, Cu-Cu, d-Au 100/n 10, 0,0015, 0,02, 0,07 3,834
LHC CERN от 2008 pp, Pb-Pb 3500 (планират се 7000),
1380/n (планират се 2760/n)
10000 (достигнати 700),
0,001 (планират се)
26,659

Исторически колайдери[редактиране | edit source]

Ускорител Център, град, страна Години на работа Ускоряеми частици Максимална енергия на снопа, GeV Светимост, 1030 cm−2s−1 Периметър (дължина), km
AdA Фраскати, Италия; Орсе, Франция 1962 - 1964 е+е 0,25 0,003
CBX Станфорд, САЩ 1963 - 1965 ее 0,3 0,012
ВЕП-1 ИЯФ, Новосибирск, Русия 1963 - 1968 ее 0,16 0,005 0,0027
ВЕПП-2 ИЯФ, Новосибирск, Русия 1965 - 1974 е+е 0,7 0,0115
ACO Орсе, Франция 1966 - ? е+е 1
ADONE Фраскати, Италия 1969 - 1993 е+е 1,5
CEA Кембриджски университет, Великобритания 1971 - ? е+е 6
ISR CERN 1971 - 1984 pp 31,5 0,948
SPEAR SLAC, Станфорд, САЩ 1972 - 1990 е+е 3
ВЕПП-2М ИЯФ, Новосибирск, Русия 1974 - 2000 е+е 0,7 3 0,012
DORIS DESY, Германия 1974 - 1993 е+е 5
DCI Орсе, Франция 1976 - ? е±е± 3,6
PETRA DESY, Германия 1978 - 1986 е+е 20
CESR Корнелски университет 1979 - 2002 е+е 6 1280 на 5,3 GeV 0,768
PEP SLAC, Станфорд, САЩ 1980 - 1990 е+е 30
SppS CERN 1981 - 1984 pp 315 6,9
Tristan KEK, Япония 1986 - ? е+е 60
SLC SLAC, Станфорд, САЩ 1988 - 1998 е+е 45
LEP CERN 1989 - 2000 е+е 104,6 24 на Z0; 100 при >90 GeV 26,659
ВЕРС IHEP, Пекин, Китай 1989 - 2005 е+е 2,2 5 на 1,55 GeV;
12,6 на 1,843 GeV
0,2404
HERA DESY, Германия 1992 - 2007 е±р е±: 30; p: 920 75 6,336
PEP-II SLAC, Станфорд, САЩ 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 GeV 0,768

Забележки[редактиране | edit source]

  1. Attainment of Very High Energy by Means of Intersecting Beams of Particles, D.W. Kerst et al., Phys. Rev., v.102, p.590–591 (1956).
  2. Storage Ring Synchrotron: Device for High Energy Physics Research, G.K. O'Neill, Physical Review, v.102, p.1418–1419 (1956).
  3. AdA:The First Electron-Positron Collider, C. Bernardini, Phys. perspect. 6 (2004) 156–183.
  4. High Energy Collider Parameters
  5. Handbook of accelerator physics and engineering, edited by A. Chao, M. Tigner, 1999, p.11.