ISR (англ. Intersecting Storage Rings) — первый в мире адронный коллайдер, работавший в международном научном центре ЦЕРН в 1971—1984 годах. Строительство машины началось в 1966 году, в 1971 году в оба кольца были захвачены пучки, на начальном этапе с импульсом 15 ГэВ/c.
| Intersecting Storage Rings | |
|---|---|
 Схема ускорительного комплекса ISR | |
| Тип | Синхротрон |
| Назначение | Коллайдер |
| Страна |
 Швейцария |
| Лаборатория | ЦЕРН |
| Годы работы | 1971 - 1984 |
| Эксперименты | R105, R108, SFM, AFS |
| Технические параметры | |
| Частицы | протоны, дейтроны, антипротоны |
| Энергия | 31.5 ГэВ |
| Периметр/длина | 942.66 м |
| Бетатронные частоты | 8.9, 8.9 |
| Светимость | 1.4×1032см−2с−1 |
| Прочая информация | |
| Географические координаты | 46°14′05″ с. ш. 6°02′35″ в. д.HGЯO |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Максимальная энергия протонов в ISR составила 31.5 ГэВ. В основном ISR работал в режиме протон-протонных столкновений, светимость коллайдера росла, достигнув в 1973 году проектного значения 4×1030см−2с−1, и значительно превысив его к закрытию машины в 1984 году, составив 1,4×1032см−2с−1[1][2]. Этот рекорд светимости адронных коллайдеров был превзойдён лишь в 2004 году на Тэватроне. Кроме того в ISR проводились эксперименты с ускорением пучков дейтронов, также коллайдер работал в режиме протон-антипротонных столкновений, со светимостью 2,5×1028см−2с−1[3].
| Основные параметры синхротрона[4] | |
|---|---|
| Энергия протонов, E | 28 ГэВ |
| Периметр, П | 942.66 м |
| Число пересечений | 8 |
| Угол пересечения | 14.7885° |
| Поле поворотных магнитов, H0 | 12 кГс |
| Сечение вакуумной камеры | 160×52 мм² |
| Общий вес магнитной системы | 5500 т |
| Частота ВЧ, f0 | 3.53 МГц |
| Кратность ВЧ, q | 30 |
| Число ВЧ-резонаторов | 6 |
| Бетатронные частоты, νx, νy | 8.9, 8.9 |
Программа по физике элементарных частиц на ISR не увенчалась значительными открытиями, хотя на коллайдере работал ряд детекторов (R105, R108, SFM, AFS), и отрабатывалось использование различных отдельных систем детектирования[5]. В 1974 году на ISR наблюдали J/ψ-мезон, открытый несколькими месяцами раньше в лабораториях SLAC и BNL, а в 1977 году наблюдался и ϒ-мезон, также открытый чуть ранее в Фермилабе.
Основные достижения ISR связаны с получением высокого вакуума (3×10−12 Торр), с использованием систем обратной связи для подавления коллективных неустойчивостей, и, конечно, с разработкой и применением стохастического охлаждения. Метод стохастического охлаждения предложил Симон Ван дер Меер, впервые он был успешно применён на ISR, а позже на работавшем в режиме протон-антипротонных столкновений коллайдере SppS, что позволило получить достаточную интенсивность пучков и, в свою очередь, открыть W- и Z-бозоны. За изобретение стохастического охлаждения Ван дер Меер разделил Нобелевскую премию с Карло Руббиа в 1984 году.
Примечания
править- ↑ Operating Results from ISR Архивная копия от 21 июля 2012 на Wayback Machine, W. Schnell, Proc. PAC'1973, p.747.
- ↑ The ISR in the time of Jentschke Архивная копия от 16 июня 2016 на Wayback Machine, Kjell Johnsen, CERN Courier, Jun 2003.
- ↑ Antiprotons in the ISR Архивная копия от 20 июля 2012 на Wayback Machine, P.J. Bryant, Proc. PAC'1983, p.2047.
- ↑ Experiences During the Early Running-in Phase of the ISR Архивная копия от 21 июля 2012 на Wayback Machine, K.Johnsen, Proc. PAC'1971, p.199.
- ↑ Evolution and revolution: detectors at the ISR Архивная копия от 19 декабря 2011 на Wayback Machine, CERN Courier, Jan 2011.
Литература
править- Design and construction of the ISR, Kurt Hübner.