CESR

CESR
Тоннель коллайдера (слева) и бустера (справа)
Тоннель коллайдера (слева) и бустера (справа)
Тип Синхротрон
Назначение Коллайдер, Источник СИ
Страна США
Лаборатория Корнеллский университет
Годы работы с 1979
Эксперименты CLEO, CUSB
Технические параметры
Частицы электроны/позитроны
Энергия 1.75−6 ГэВ
Периметр/длина 768.438 м
Частота ВЧ 499.759 МГц
Кратность ВЧ 1281
Число сгустков 45×45
Светимость 1.25·1033см−2с−1
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

CESR (англ. Cornell Electron Storage Ring) — электрон-позитронный коллайдер на энергию 1.75-6 ГэВ, работавший в 1979-2008 годах в Корнеллском университете, Итака, штат Нью-Йорк, США. В настоящее время используется как тестовый электронный синхротрон для задач ускорительной физики и как источник синхротронного излучения.

Электрон-позитронный коллайдер CESR

Электрон-позитронный коллайдер CESR проектировался на энергию 8 ГэВ в пучке, и был призван закрыть область энергий, недоступную действовавшим коллайдерам SPEAR в американском центре SLAC, и DORIS в немецкой лаборатории DESY, и неэффективную для работы коллайдеров PEP (SLAC) и PETRA (DESY), у которых пик светимости приходился на более высокие энергии[1]. Удачным образом, диапазон CESR оптимально пришёлся на энергию рождения Υ-мезона, с массой 9.5 ГэВ, открытого во время строительства CESR, в 1977 году в Фермилабе. Коллайдер CESR был запущен в 1979 году на энергию до 6 ГэВ (с одним ВЧ-резонатором, вместо проектных 2), в режиме 1×1 сгусток на нём была достигнута светимость 3·1030см−2с−1 на энергии 5.5 ГэВ. Инжектором пучков позитронов и электронов стал существовавший 12 ГэВ синхротрон, использовавшийся ранее для экспериментов с фиксированной мишенью.

За годы работы накопитель претерпел ряд серьёзных модификаций. Перестройка фокусирующей системы на опцию с малой бета-функцией в месте встречи; переход на работу с многими сгустками (45×45 сгустков) и пересечение под углом; многосгустковая инжекция; разработка и использование сверхпроводящих ВЧ-резонаторов и другие. Эти работы позволили повысить светимость установки до 1.25·1033см−2с−1[2], и CESR в 1990-е годы был коллайдером с высшей в мире светимостью, вплоть до запуска B-фабрик PEP-II и KEKB в США и Японии.

Детекторы

Для регистрации событий столкновения частиц использовались два детектора, CLEO-I[англ.] и CUSB[англ.]. В конце 1980-х программа CUSB была свёрнута, а CLEO, претерпев ряд модификаций, работал вплоть до окончания программы по физике элементарных частиц на CESR в 2008 году. В 1989 году на смену CLEO-I пришёл CLEO-II, а в 2000 году заработал CLEO-III. Основным объектом изучения на коллайдере стал Υ-мезон (связанное состояние b-кварков, ), и его возбуждённые состояния.

CESR-c

После запуска B-фабрик, предназначенных для изучения B-мезонов с очень высокой светимостью, CESR не мог составить им конкуренцию. Было принято решение модифицировать коллайдер для работы на более низкой энергии, для изучения связанных состояний c-кварков. В 2002 году коллайдер был остановлен, а в 2005-м заработал CESR-с, с детектором CLEO-c, в области энергий около 2 ГэВ, и светимостью 1·1032см−2с−1. В 2008 году программа по изучению физики элементарных частиц на CESR была полностью остановлена.

CHESS

Помимо физики высоких энергий и элементарных частиц, на накопителе с момента его создания велись работы по использованию синхротронного излучения. Была создана лаборатория CHESS (Cornell High Energy Synchrotron Source)[3], которая долгое время работала на CESR в паразитном режиме. На момент запуска было создано три канала вывода СИ из поворотных магнитов. После окончания работы CESR как коллайдера программа CHESS стала одной из двух основных задач накопителя. На кольце, помимо выводов излучения из магнитов, установлены излучательные вигглеры.

Сверхпроводящие вигглеры CESR-TA в промежутке, ранее занятом детектором CLEO, 2017 год

Cesr-TA

Ещё одна программа использования синхротрона Cesr-TA (CESR Test Accelerator) — тестовая машина для проектирования и испытаний различных идей строительства затухательных колец Международного линейного коллайдера ILC[4].

ERL

Перспективной программой также является использование кольца CESR для строительства ускорителя-рекуператора (Energy Recovery Linac). В этом случае кольцо будет использоваться не как накопитель, а как однопролётный канал с ускоряющими и излучающими секциями[5].

Примечания

  1. ↑ The Comissioning and Performance Characteristics of CESR Архивная копия от 20 июля 2012 на Wayback Machine, Proc. PAC'1981, p.1984.
  2. ↑ Overview of the Beam Dynamics Study in CESR Архивная копия от 12 июля 2012 на Wayback Machine, A.Temnykh, 2008, p.7.
  3. ↑ Cornell High Energy Synchrotron Source Архивная копия от 17 июля 2012 на Wayback Machine.
  4. ↑ CESR Damping Ring Test Accelerator (CesrTA) Архивная копия от 19 июля 2011 на Wayback Machine.
  5. ↑ Energy Recovery Linear Accelerator Архивная копия от 30 июля 2012 на Wayback Machine.

Ссылки

  • Cornell Electron Storage Ring
  • Karl Berkelman. A Personal History of CESR and CLEO (англ.). — World Scientific, 2004. — 160 p. — ISBN 9812386971.

Content Disclaimer

Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.

  1. The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
  2. There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
  3. It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
  4. Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
  5. Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.