Международный линейный коллайдер
Междунаро́дный лине́йный колла́йдер (англ. International Linear Collider, ILC) — проект международного линейного коллайдера. Стоимость новой установки оценивается в 7.8 млрд долларов США (в ценах января 2012 года)[1]. 12 июня 2013 года опубликован технический проект (Technical Design Report) установки[2].
Содержание |
Общие сведения[править]
Электрон-позитронный коллайдер на энергию 500 ГэВ в пучке будет состоять из 2 линейных ускорителей длиной 12 км каждый, пучки которых будут направлены навстречу друг другу. Общая длина установки оценивается в 31 км. Впоследствии ускоритель может быть дополнен новыми секциями, вследствие чего длина установки возрастёт до 50 км, а энергия — до 1 ТэВ.
Предположительное место для строительства — горы Сэфури (脊振山) на южном японском острове Кюсю, либо окрестности города Китаками на севере основного острова Хонсю.[3]
Как ожидается, строительство нового коллайдера будет завершено в середине 2020-х годов.
Предпосылки для использования линейных коллайдеров[править]
Идея линейных электрон-позитронных коллайдеров появилась давно, и связана с несколькими обстоятельствами. В отличие от протонов, электрон является простой "точечной" частицей, без внутренней структуры, поэтому сталкивать электроны с позитронами выгодно, в случае взаимодействия частиц вся энергия идёт на образование связанных состояний. Кроме того, события более чистые, проще для интерпретации детекторами, а многие хорошо изученные процессы (например, упругое рассеяние электрона и позитрона) используются для калибровок систем детектора.
Ультрарелятивистский электрон, движущийся по криволинейной орбите в поперечном магнитном поле излучает, потери энергии в циклическом ускорителе быстро растут с энергией. Так, для накопителя LEP с энергий 104.5 ГэВ в пучке и радиусом кривизны в поворотных магнитах 3500 м, потери энергии частиц за один оборот составляли почти 3 ГэВ, а мощность 128 ускоряющих резонаторов, восполняющих потери пучка на синхротронное излучение достигала 50 МВт. Дальнейшее повышение энергии частиц требует несоразмерного увеличения размера кольца и наращивания мощности ускоряющей структуры.
Линейный коллайдер не предполагает синхротронного излучения на полной энергии пучков, и кроме того позволяет намного сильнее сфокусировать пучок частиц в область взаимодействия, поскольку после взаимодействия пучки не должны сохранять устойчивость. Недостаток линейного коллайдера в однократном использовании пучка, хотя при пересечении встречных сгустков, лишь малая доля частиц взаимодействует, остальные будут сброшены в поглотитель.
До сих пор единственным реализованным линейным коллайдером остаётся SLC (Stanford Linear Collider) на энергию 45 ГэВ в пучке, работавший в 1987-1998 годах в лаборатории SLAC[4].
История[править]
Разными группами разрабатывалось несколько проектов линейных коллайдеров. В 2004 году проекты NLC (Next Linear Collider), GLC (Global Linear Collider) и TESLA (Teraelectronvolt Energy Superconducting Linear Accelerator) были объединены в один — ILC, основанный на использовании сверхпроводящих ускоряющих резонаторов[5]. В 2005 году была сформирована команда GDE (Global Design Effort) для выработки технического проекта ILC[6].
Параллельно ILC продолжает развиваться ещё один проект линейного коллайдера CLIC (Compact LInear Collider) [7].
В СССР командами ИЯФ СО РАН и ИФВЭ развивался проект ВЛЭПП (Встречные Линейные Электрон-Позитронные Пучки) [8].
Примечания[править]
- ↑ ILC TDR value estimate
- ↑ ILC Technical Design Report.
- ↑ Japan in pole position to host particle smasher
- ↑ SLAC Linear Collider (SLC)
- ↑ Final International Technology Recommendation Panel Report, September 2004.
- ↑ LC Global Design Effort (GDE)
- ↑ Compact Linear Collider
- ↑ Динамика пучка в линейном ускорителе ВЛЭПП, В.Е. Балакин, А.В. Новохатский, Proc. HEACC'1986, p.148.
