Pregled pospeševalnikov delcev in trkalnikov

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje

Pregled pospeševalnikov delcev in trkalnikov podaja važnejše pospeševalnike delcev in trkalnike.

Enostavni pospeševalniki delcev[uredi | uredi kodo]

Vsi enostavni in zgodnji pospeševalniki delcev so uporabljali stalne tarče. Na njih so se izvajali poskuse, ki jim še niso dajali imen.

Ciklotroni[uredi | uredi kodo]

Ciklotron je posebna oblika pospeševalnika delcev.

pospeševalnik nahajališče leto pričetka
delovanja
oblika pospešeni delci kinetična
energija
opombe in odkritja
ciklotron (23 cm) Univerza Kalifornije, BerkeleyZDA 1931 krožna H2+ 1,0 MeV preizkus izvedbe
ciklotron (28 cm) Univerza Kalifornije, Berkeley - ZDA 1932 krožna proton 1,2 MeV
ciklotron (68 cm) Univerza Kalifornije, Berkeley - ZDA 1932-1936 krožna devterij 4,8 MeV raziskave interakcij med devteroni in jedri
ciklotron (94 cm) Univerza Kalifornije, Berkeley - ZDA 1937-1938 krožna devterij 8 MeV odkritje večjega števila izotopov
ciklotron (152 cm) Univerza Kalifornije, Berkeley - ZDA 1939-1941 krožna devterij 16 MeV odkritje večjega števila izotopov
ciklotron (4,67 m) Lawrenceov narodni laboratorij v Berkeleyju - ZDA 1942- krožna različno >100 MeV raziskave o ločevanju izotopov urana
kalutron Narodni laboratorij v Oak Ridgeu, Tennessee – ZDA 1943- podkve jedra
urana
uporabljen za ločevanje izotopov v projektu Manhattan

Opomba: Prvi pospeševalnik je bil zgrajen v Lawrenceovem narodnem laboratoriju v Berkeleyju, ki je znan tudi kot Laboratorij za sevanja v Berkeleyju.

Zgodnji pospeševalniki delcev[uredi | uredi kodo]

pospeševalnik nahajališče leta
delovanja
oblika
velikost
pospeševani
delec
kinetična
energija
opombe in odkritja
Cockcroftov in Waltonov
elektrostatični pospeševalnik
Cavendishev laboratorij 1932 Cockroft-
Waltonov generator
proton 0,7 MeV prvič se je razbilo atomsko jedro (litij)

Sinhrotroni[uredi | uredi kodo]

Sinhrotroni so posebna oblika pospeševalnikov delcev.

pospeševalnik nahajališče leta
delovanja
oblika
velikost
pospeševani
delec
kinetična
energija
opombe in odkritja
Cosmotron Brookhavenski
narodni laboratorij
1953-1968 krožni obroč
(obseg 72 metrov)
Proton 3,3 GeV odkritje delca V, prva umetna proizvodnja nekaterih mezonov
Birminghamski
sinhrotron
Univerza v Birminghamu 1953-1967 proton 1 GeV
Bevatron Berkeleyjski laboratorij za sevanja 1954-~1970 dirkalne steze proton 6,2 GeV poskusi z delci s čudnostjo, odkritje antiprotona in antinevtrona, odkrita resonančna stanja delcev
Bevalac, kombinacija linearnega pospeševalnika SuperHILAC, divergentne cevi in Bevatrona Berkeleyjski laboratorij za sevanja ~1970-1993 linearni pospeševalnik katerokoli stabilno jedro opazovanje zgoščene snovi v jedru, odlaganje ionov v tumorjih pri rakavih obolenjih
Saturne Saclay, Francija 3 GeV
sinhrofazotron Dubna, Rusija december 1949-danes 10 GeV
sinhrotron z ničelnim gradientom Narodni laboratorij Argonne 12,5 GeV
protonski sinhrotron CERN 1959-danes okrogli obroč
(600 metrov obsega)
proton 28 GeV uporablja se za polnjenje ISR, SPS, LHC
sinhrotron s spremenljivim gradientom Brookhavenski
narodni laboratorij
1960- proton 33 GeV J/Ψ, mionski nevtrino, kršitev simetrije CP in kaoni, vbrizgavanje protonov v RHIC

Pospeševalniki s stalno tarčo[uredi | uredi kodo]

Mnogo sedanjih pospeševalnikov še vedno dela s stalno tarčo, čeprav delujejo tudi kot trkalniki.

pospeševalnik nahajališče leto
delovanja
oblika
in velikost
pospeševani
delci
kinetična
energija
poskusi opombe
SLAC Linac Center linearnega pospeševalnika v Stanfordu 1966-danes 3 km linearni
pospeševalnik
elektron/
pozitron
50 GeV večkrat dograjen, uporablja se za polnjenje PEP, SPEAR, SLC in PEP-II
Fermilab Booster Fermilab 1970-danes krožni sinhrotron protoni 8 GeV MiniBooNE
Fermilabov glavni injektor Fermilab 1995-danes krožni sinhrotron protoni in antiprotoni 150 GeV MINOS
Fermilabov glavni obroč Fermilab 1970-1995 krožni sinhrotron protoni in antiprotoni 400 GeV (do leta 1979), 150 GeV do takrat
super protonski sinhrotron CERN 1980-danes krožni sinhrotron Protons and ions 480 GeV COMPASS, OPERA and ICARUS at Laboratori Nazionali del Gran Sasso
Batesov linearni pospeševalnik Middleton, Massachusetts, ZDA 1967-2005 500 MeV krožni linearni pospeševalnik in obroč za hrambo polarizirani elektroni 1 GeV
Pospeševalnik z zveznim curkom elektronov
(Continuous Electron Beam Accelerator Facility ali CEBAF)
Nacionalni pospeševalnik Thomasa Jeffersona, Newport News, Virginija, ZDA 1995-danes 6 GeV krožni linearni pospeševalnik (nadgrajen do 12 GeV) polarizirani elektroni 6 GeV DVCS, PrimEx II, Qweak prva masovna uporaba tehnologije superprevodne radijske frekvence.
ELSA Fizikalni inštitut pri Univerzi v Bonnu Bonn, Nemčija 1987-present sinhrotron in nosilec (polarizirani) elektroni 3,5 GeV poskus Crystal Barrel
ISIS izvor nevtronov Laboratorij Rutherforda in Appletona, Chilton,

Oxfordshire, Združeno kraljestvo

1984-danes H- Linac, ki ga je nasledil protonski RCS protoni 800 MeV pulzirajoč curek protonov z največjo energijo na svetu
MAMI Mainz, Nemčija pospeševalnik 855 MeV polarizirani elektroni
Tevatron Fermilab 1978- danes superprevodni krožni sinhrotron protoni 980 GeV
Spallation Neutron Source Narodni laboratorij v Oak Ridgeu 2006 - danes linearni(335 m) in krožni (248 m) protoni 800 MeV -
1 GeV

Trkalniki[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: trkalnik.

Trkalniki elektronov in pozitronov[uredi | uredi kodo]

pospeševalnik nahajališče leta
delovanja
oblika
in obseg
energija
elektrona
energija
pozitrona
poskusi pomembna odkritja
AdA Frascati, Italija; Orsay, Francija 1961-1964 krožna,
3 metre
250 MeV 250 MeV Touschekov pojav (1963); prvič opažene interakcije e+e- (1964)
Princeton-Stanford (e-e-) Stanford, Kalifornija, ZDA 1962-1967 dva obroča,
12 m
300 MeV 300 MeV proizvodnja parov e+e-
VEP-1 (e-e-) Novosibirsk, Sovjetska zveza 1964-1968 dva obroča, 2.70 m 130 MeV 130 MeV sipanje e-e- ; potrjeni pojavi kvantne elektrodinamike (QED)
VEPP-2, VEPP-2M Novosibirsk, Sovjetska zveza 1965-1999 krožna, 17.88 m 700 MeV 700 MeV OLYA, ND, CMD; SND, CMD-2 multihadronska proizvodnja (1966), e+e- -> mezon φ (1966), e+e- -> dva žarka γ (1971)
SPEAR SLAC Mark I, Mark II, Mark III odkritje stanj čarmonija
PEP SLAC Mark II
SLC SLAC Addition to
SLAC Linac
45 GeV 45 GeV SLD, Mark II
LEP CERN 1989-2000 Circular, 27 km 104 GeV 104 GeV Aleph, Delphi, Opal, L3 samo trije lahki (m \le m_Z /2) šibko interagirajoči nevtrini obstojajo, kar pomeni samo tri generacije kvarkov in leptonov
DORIS DESY 1974-1993 krožna, 300m 5 GeV 5 GeV ARGUS, Crystal Ball, DASP, PLUTO oscilacije v nevtralnih B mezonih
PETRA DESY 1978-1986 Circular, 2 km 20 GeV 20 GeV JADE, MARK-J, PLUTO, TASSO odkritje gluona v dogodek treh curkovdogodku treh curkov
CESR Univerza Cornell 1979-2002 krožna, 768m 6 GeV 6 GeV CUSB, CHESS, CLEO, CLEO-2, CLEO-2.5, CLEO-3 prvič opažen razpad delca B
CESR-c Univerza Cornell 2002-2008 krožna, 768m 6 GeV 6 GeV CHESS, CLEO-c
PEP-II SLAC 1998-2008 krožna, 2.2 km 9 GeV 3,1 GeV Babar odkritje kršitve simetrije CP v sistemu mezonov B
KEKB KEK 1999-2008? krožna, 3 km 8,0 GeV 3,5 GeV Belle odkritje kršitve simetrije CP v sistemu mezonov B
VEPP-2000 Novosibirsk 2006- krožna, 24m 1.0 GeV 1.0 GeV
VEPP-4M Novosibirsk 1994- krožna, 366m 6,0 GeV 6,0 GeV
BEPC Ljudska republika Kitajska 1989-2004 krožna, 240m 2,2 GeV 2,2 GeV Beijing Spectrometer (I and II)
DAΦNE Frascati, Italija 1999- krožna, 98m 0,7 GeV 0,7 GeV KLOE
BEPC II Kitajska 2008- krožna, 240m 3,7 GeV 3,7 GeV spektrometer III v Pekingu

Hadronski trkalniki[uredi | uredi kodo]

pospeševalnik nahajališče leta
delovanja
oblika
in velikost
trki
delcev
energija
curka
poskusi
Presečni
obroči za hrambo

(Intersecting Storage Rings)
CERN 1971-1984 krožna
(obseg 948 m)
proton/
proton
31,5 GeV
Super
protonski sinhrotron
CERN 1981-1984 krožna
(obseg 6,9 km)
proton/
antiproton
UA1, UA2
Tevatron
oblika I
Fermilab 1992-1995 krožni obroč
(obseg 6,3 km)
proton/
antiproton
900 GeV CDF, D0
Tevatron
oblika II
Fermilab 2001-danes krožna
(obseg 6,3 km)
proton/
antiproton
980 GeV CDF, D0
RHIC
oblika proton+proton
BNL (Brookhaven National Laboratory) 2000-danes heksagonalni obroči
(obseg 3,8 km)
polarizirani protoni/
protoni
100-250 GeV PHENIX, STAR
Veliki hadronski
trkalnik
CERN 2008-danes krožna
(obseg 27 km)
protoni/
protoni
7 TeV ALICE (A Large Ion Collider Experiment),
ATLAS (ATLAS experiment),
CMS (Compact Muon Solenoid),
LHCb, LHCf, TOTEM

Trkalniki elektronov in protonov[uredi | uredi kodo]

pospeševalnik nahajališče leta
delovanja
oblika
in velikost
energija
elektronov
energija
protonov
poskusi
HERA DESY 1992(-2007) okrogel obroč
(obseg 6336 metrov)
27,5 GeV 920 GeV H1, ZEUS, HERMES, HERA-B

Ionski trkalniki[uredi | uredi kodo]

pospeševalnik nahajališče leta
delovanja
oblika
in velikost
trki
ionov
energija
ionov
poskusi
Relativistični trkalnik težkih ionov (Relativistic Heavy Ion Collider) Brookhavenski narodni laboratorij, New York, ZDA 2000-danes heksagonalni obroči
(obseg 3,8 km)
d-197Au79+;
63Cu29+; -63Cu29+;
197Au79+-197Au79+
4,6-100 GeV na nukleon STAR, PHENIX, Brahms, Phobos
Veliki hadronski
trkalnik, ionski način
CERN 2008-danes krožna
(obseg 27 km)
208Pb82+; - 208Pb82+ 2,76 TeV na nukleon ALICE (A Large Ion Collider Experiment),
ATLAS,
CMS (Compact Muon Solenoid)