Материал: l_02
DESY
DESY
Deutsches
Deutsches
Elektronen
Elektronen
-
-
Synchrotron
Synchrotron
На
ускорителе
DESY
были
открыты
глюоны
e-p
–
коллайдер
30
ГэВ
* 920
ГэВ
http://www.desy.de/
Определим
максимальную
массу
М
частицы
,
которая
может
быть
рождена
на
ускорителе
на
встречных
пучках
,
в
котором
сталкиваются
частицы
1
и
2,
имеющие
разные
кинетические
энергии
1
Т
и
2
Т
.
Законы
сохранения
энергии
и
импульса
:
1
2
2
M
Т
T
Mc
T
+
=
+
,
1
2
М
р
р
р
+
=
,
М
Т
и
М
р
—
кинетическая
энергия
и
импульс
рожденной
частицы
.
Учитывая
,
что
2
2 4
2
(
)
М
M
Mc
T
р с
М с
+
=
+
в
ультрарелятивистском
случае
1
2
1
2
1
М
р
р
Т
Т
р
с
+
=
−
=
,
получаем
2 4
2
2
1
2
(
)
(
)
M
T
T
p c
М с
+
=
+
.
Откуда
1 2
2
2
Mc
Т Т
=
Столкновение
Столкновение
частиц
частиц
с
с
разными
разными
энергиями
энергиями
Пример
.
В
ускорителе
HERA (DESY,
Германия
)
сталкиваются
электроны
с
кинетической
энергией
30
ГэВ
и
протоны
с
кинетической
энергией
920
ГэВ
.
Какова
наибольшая
масса
частицы
,
которая
может
рождаться
на
таком
ускорителе
?
1 2
2
2
Mc
Т Т
=
.
1 2
2
2
2 30 920
ГэВ
332
ГэВ
Mc
Т Т
=
=
⋅
=
Национальная
Национальная
лаборатория
лаборатория
им
им
.
.
Томаса
Томаса
Джефферсона
Джефферсона
(
(
TJNAF
TJNAF
)
)
Крупнейшим
ускорителем
электронов
,
работающим
в
непрерывном
режиме
(
1
D
=
)
является
ускоритель
Национальной
лаборатории
им
.
Томаса
Джефферсона
(TJNAF)
в
г
.
Ньюпорт
-
Ньюс
(
США
).
Основным
элементом
ускорителя
электронов
непрерывного
действия
являются
сверхпроводящие
ускоряющие
структуры
.
Схема
ускорителя
показана
на
рисунке
.
http://www.jlab.org/
Национальная
лаборатория
им
.
Томаса
Джефферсона
(TJNAF)
Характеристики
ускорителя
TJNAF
Максимальная
энергия
электронного
пучка
5.71
ГэВ
Степень
поляризации
>75 %
Максимальный
ток
пучка
200
мкА
Средний
ток
(
залы
А
и
С
)
1-150
мкА
Средний
ток
(
зал
В
)
1-100
нА
Заряд
в
одном
сгустке
электронов
<0.3
пКл
Частота
повторения
499
МГц
/
зал
Поперечный
размер
пучка
~80
мкм
Длина
сгустка
электронов
~300
фс
, 90
мкм
Энергетическое
разрешение
/
E E
Δ
5
2,5 10
−
×
Электроны
инжектируются
в
ускоритель
с
энергией
45
МэВ
,
ускоряются
затем
в
двух
линейных
ускорителях
,
соединенных
с
обоих
концов
пятью
поворотными
арками
радиусом
80
м
.
Ускорение
в
каждом
из
линейных
ускорителей
обеспечивается
с
помощью
20
криогенных
модулей
,
охлаждаемых
жидким
гелием
,
каждый
из
которых
содержит
8
ниобиевых
ускоряющих
структур
.
Ускоряющие
структуры
имеют
минимальный
градиент
ускорения
7,5
МэВ
на
метр
и
рабочую
частоту
1,497
ГГц
.
На
каждом
витке
электроны
получают
ускорение
около
1,1
ГэВ
,
что
при
практическом
отсутствии
синхротронного
излучения
позволяет
достичь
максимальной
энергии
пучка
в
5,6
ГэВ
после
пяти
оборотов
.