El Super Proton Synchrotron ( SPS ) es un acelerador de partículas del tipo sincrotrón del CERN . Está alojado en un túnel circular, de 6,9 kilómetros (4,3 millas) de circunferencia, [1] a caballo entre la frontera de Francia y Suiza cerca de Ginebra , Suiza. [2]
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| Lista de aceleradores de partículas actuales en el CERN | |
|---|---|
| Linac 3 | Acelera los iones |
| ANUNCIO | Decelera los antiprotones |
| LHC | Choca protones o iones pesados |
| LEIR | Acelera los iones |
| PSB | Acelera protones o iones |
| PD | Acelera protones o iones |
| SPS | Acelera protones o iones |
| Anillos de almacenamiento que se cruzan | CERN , 1971–1984 |
|---|---|
| Colisionador de protones y antiprotones ( SPS ) | CERN , 1981–1991 |
| ISABELLE | BNL , cancelado en 1983 |
| Tevatron | Fermilab , 1987–2011 |
| Super colisionador superconductor | Cancelado en 1993 |
| Colisionador de iones pesados relativista | BNL , 2000-presente |
| Gran Colisionador de Hadrones | CERN , 2009-presente |
| Colisionador circular futuro | Propuesto |
Historia
El SPS fue diseñado por un equipo dirigido por John Adams , director general de lo que entonces se conocía como Laboratorio II . Originalmente especificado como un acelerador de 300 GeV , el SPS fue construido para ser capaz de 400 GeV, una energía operativa que alcanzó en la fecha oficial de puesta en servicio del 17 de junio de 1976. Sin embargo, en ese momento, esta energía había sido excedida por Fermilab , que alcanzó una energía de 500 GeV el 14 de mayo de ese año. [3]
El SPS se ha utilizado para acelerar protones y antiprotones , electrones y positrones (para su uso como inyector del Gran Colisionador de Electrones y Positrones (LEP) [4] ) e iones pesados .
De 1981 a 1991, el SPS operó como un colisionador de hadrones (más precisamente, protón-antiprotón) (como tal se llamó Sp p S) , cuando sus haces proporcionaron los datos para los experimentos UA1 y UA2 , lo que resultó en el descubrimiento de los bosones W y Z . Estos descubrimientos y una nueva técnica para enfriar partículas llevaron a un Premio Nobel para Carlo Rubbia y Simon van der Meer en 1984.
De 2006 a 2012, el SPS fue utilizado por el experimento CNGS para producir una corriente de neutrinos que se detectaría en el laboratorio Gran Sasso en Italia, a 730 km del CERN.
Operaciones actuales
El SPS se utiliza ahora como inyector final de haces de protones de alta intensidad para el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que comenzó a funcionar de forma preliminar el 10 de septiembre de 2008, para el que acelera los protones de 26 GeV a 450 GeV. El propio LHC los acelera a varios teraelectronvoltios (TeV).
El funcionamiento como inyector aún permite la continuación del programa de investigación de objetivo fijo en curso , donde el SPS se utiliza para proporcionar haces de protones de 400 GeV para una serie de experimentos activos de objetivo fijo, en particular COMPASS , NA61 / SHINE y NA62 .
El SPS ha servido y sigue utilizándose como banco de pruebas para nuevos conceptos en física de aceleradores. En 1999 sirvió como observatorio del fenómeno de la nube de electrones . [5] En 2003, SPS fue la primera máquina en la que se midieron directamente los términos de conducción de resonancia hamiltoniana . [6] Y en 2004, se llevaron a cabo experimentos para cancelar los efectos perjudiciales de los encuentros de haces (como los del LHC). [7]
Las cavidades SPS RF operan a una frecuencia central de 200,2 MHz .
Grandes descubrimientos
Los principales descubrimientos científicos hechos por experimentos que operaron en el SPS incluyen los siguientes.
- 1983: El descubrimiento de los bosones W y Z en los experimentos UA1 y UA2 . [8] El Premio Nobel de Física de 1984 fue otorgado a Carlo Rubbia y Simon van der Meer por los desarrollos que llevaron a este descubrimiento.
- 1999: El descubrimiento de la violación directa de CP por el experimento NA48 . [9]
Actualización para LHC de alta luminosidad
El Gran Colisionador de Hadrones requerirá una actualización para aumentar considerablemente su luminosidad durante la década de 2020 . Esto requeriría actualizaciones de toda la cadena de linac / preinyector / inyector, incluido el SPS.
Como parte de esto, el SPS deberá poder manejar un haz de intensidad mucho mayor. Una mejora considerada en el pasado fue aumentar la energía de extracción a 1 TeV. [10] Sin embargo, la energía de extracción se mantendrá en 450 GeV mientras se actualizan otros sistemas. El sistema de aceleración se modificará para manejar los voltajes más altos necesarios para acelerar un haz de mayor intensidad. El sistema de descarga de haz también se actualizará para que pueda aceptar un haz de mayor intensidad sin sufrir daños significativos. [11]
notas y referencias
- ^ Presentación de SPS en la página de inicio de AB-OP-SPS
- ^ Información sobre los sitios del CERN archivado el 8 de julio de 2012 en archive.today . CERN . Actualizado 2010-01-26.
- ^ Mensajero del CERN
- ^ El colisionador de LEP: desde el diseño hasta la aprobación y la puesta en servicio , por S. Myers, sección 3.8. Último acceso 2010-02-28.
- ^ observación de la nube electrónica
- ^ Medición de términos de conducción de resonancia. Archivado el 16 de julio de 2011 en la Wayback Machine.
- ^ compensación de cable
- ^ "CERN.ch La" . Public.web.cern.ch . Consultado el 20 de noviembre de 2010 .
- ^ Fanti, V .; et al. (1999). "Una nueva medida de violación directa de CP en dos desintegraciones de piones del kaon neutral". Physics Letters B . 465 (1–4): 335–348. arXiv : hep-ex / 9909022 . Código Bibliográfico : 1999PhLB..465..335F . doi : 10.1016 / S0370-2693 (99) 01030-8 .
- ^ Super-SPS
- ^ [1]
enlaces externos
Medios relacionados con Super Proton Synchrotron en Wikimedia Commons
Medios relacionados con Super Proton Synchrotron en Wikimedia CommonsCoordenadas : 46 ° 14′06 ″ N 6 ° 02′33 ″ E / 46.23500 ° N 6.04250 ° E / 46.23500; 6.04250