Бустер Протонного синхротрона
| Proton Synchrotron Booster | |
|---|---|
 Фрагмент 4-х колец PSB | |
| Тип | Синхротрон |
| Страна |
 Швейцария |
| Лаборатория | ЦЕРН |
| Годы работы | 1972 - н.в. |
| Эксперименты | ISOLDE |
| Технические параметры | |
| Частицы | протоны |
| Энергия | 2 ГэВ |
| Периметр/длина | 157 м |
| Бетатронные частоты | 4.8, 4.8 |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Бустер Протонного синхротрона (англ. Proton Synchrotron Booster, PSB) — циклический ускоритель, протонный синхротрон в инжекционной цепи Большого адронного коллайдера международного исследовательского центра ЦЕРН.
История
[править | править код]При запуске в 1959 году первого крупного ускорителя ЦЕРН, 28 ГэВ жёсткофокусирующего протонного синхротрона PS, инжекция протонов в него осуществлялась напрямую из линейного ускорителя Linac 1 на энергии лишь 50 МэВ[1]. К середине 1960-х годов интенсивность ускоренного в PS пучка возросла с изначальных 1010 частиц до 1012, однако далее интенсивность пучка была ограничена эффектами пространственного заряда: силы расталкивания внутри пучка приводят к сдвигу частоты бетатронных колебаний (так называемый Ласлеттовский сдвиг) с потерей устойчивости при достижении резонанса. К этому времени обсуждались проекты будущих коллайдеров ISR и SPS, для которых PS должен был служить ступенью предварительного ускорения и поставлять пучок ещё большей интенсивности[2].
Для повышения энергии инжекции в PS было предложено построить промежуточный бустерный синхротрон. Обсуждались варианты с быстроциклирующим синхротроном (RCS), однако выбор был сделан в пользу четырёх отдельных колец на энергию 800 МэВ. Сооружение PSB продолжалось с 1968 по 1972 год, центр кольца был расположен точно на франко-швейцарской границе[2]. Первый пучок был захвачен в 3-е кольцо 1 мая 1972 года, 17 мая пучок циркулировал во всех кольцах, 26 мая пучок был ускорен до проектных 800 МэВ, 24 августа 1972 года пучок из PSB был захвачен в PS.
В 1978 году был запущен новый линейный ускоритель Linac 2, с инжекцией в PSB.
С 1980 по 2003 года PSB использовался также для ускорения пучков ионов, от гелия до кислорода. В 2006 году был построен специализированный накопитель LEIR, который стал выполнять эту функцию.
В 1988 году на PSB произведён апгрейд с повышением энергии до 1 ГэВ[3].
С 1992 года пучок из PSB начал использоваться для экспериментов ISOLDE[англ.][4].
В 2000 году энергия PSB повышена в результате модернизации до 1.4 ГэВ, в связи с необходимостью дальнейшего повышения интенсивности для работы на LHC.
В рамках подготовки к проекту HL-LHC во время продолжительной остановки LS2 в 2019-2020 годах PSB был вновь модернизирован с подъёмом энергии до 2 ГэВ и инжекцией из Linac 4 на энергии 160 МэВ[5].
Описание
[править | править код]Ускоритель представляет собой 4 отдельных синхротрона, расположенных один над другим с разнесением по высоте в 360 мм[1]. Средний радиус кольца составляет 25 метров, таким образом периметр колец ровно в 4 раза меньше, чем у PS, куда пучок предстоит перепустить. Синхротрон имеет жёсткую фокусировку, разделённые функции (то есть поворотные магниты имеют однородное поле, а фокусировка осуществляется квадрупольными линзами), 16-кратную периодичность. Каждый элемент периодичности включает в себя два дипольных магнита и триплет квадрупольных линз F-D-F.
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 Fifty years of the CERN Proton Synchrotron : Volume 2 // S. Gilardoni, D. Manglunki CERN-2013-005 : report. — CERN, 2013. — arXiv:1309.6923.
- ↑ 1 2 K. Hanke. Past and Present Operation of the CERN PS Booster // Int.J.Mod.Phys.A. — 2013. — Т. 28, № 13. — doi:10.1142/S0217751X13300184.
- ↑ CERN Rapport annuel 1988
- ↑ Maria J.G. Borge and Jonson Björn. ISOLDE past, present and future // Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. — 2017. — Т. 44, № 4. — С. 044011. — doi:10.1088/1361-6471/aa5f03. — .
- ↑ Accelerator upgrades during LS2
