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 ブルックヘブン国立研究所の AGS 複合施設の概略図。 | |
| 一般的なプロパティ | |
|---|---|
| アクセラレータタイプ | シンクロトロン |
| ビームタイプ | 陽子、重イオン |
| ターゲットタイプ | RHIC用インジェクター |
| 梁の特性 | |
| 最大エネルギー | 33ギガ電子ボルト |
| 最大電流 | 1パルスあたり5 × 10 13 個の陽子 |
| 物理的特性 | |
| 周 | 2,650フィート（810メートル） |
| 位置 | ニューヨーク州アプトン |
| 座標 | 北緯40度52分27秒 西経72度52分49秒 / 北緯40.87430103度 西経72.880168度 / 40.87430103; -72.880168 |
| 機関 | ブルックヘブン国立研究所 |
| 運行日 | 1960年 - 現在 |
交代勾配シンクロトロン( AGS )は、アメリカ合衆国ニューヨーク州ロングアイランドのブルックヘブン国立研究所にある粒子加速器です。
交代勾配シンクロトロンは、ブルックヘブン物理学者によって開発された交代勾配、または強集束原理という革新的な概念に基づいて構築されました。加速器設計におけるこの新しい概念により、科学者は陽子をこれまで達成できなかったエネルギーまで加速できるようになりました。AGS は、1960 年 7 月 29 日に設計エネルギーの 330 億電子ボルト (GeV) に到達し、世界初の加速器となりました。
1968年まで、AGSは世界最高エネルギーの加速器であり、そのエネルギーは、高エネルギー物理学のための欧州原子核研究機構（CERN）の28 GeVの姉妹機である陽子シンクロトロンよりわずかに高かった。21世紀の加速器は1兆電子ボルト領域のエネルギーに達することができるが、AGSは研究者に3つのノーベル賞をもたらし、現在はブルックヘブンの相対論的重イオン衝突型加速器の入射装置として機能しており、世界最高強度の高エネルギー陽子加速器であり続けている。
1991年に建設されたAGSブースターは、AGSの機能をさらに強化し、より強力な陽子ビームや金などの重イオンを加速できるようにしています。ブルックヘブンの線形粒子加速器（LINAC）は、2億電子ボルト（MeV）の陽子をAGSブースターに提供し、電子ビームイオン源（EBIS）とタンデムヴァンデグラフ加速器は、その他のイオンをAGSブースターに提供します。AGSブースターは、これらの粒子を加速してAGSに注入します。AGSブースターは、NASA宇宙放射線研究所にも粒子ビームを提供します。
交互勾配フォーカスの重要性
人工的に加速した粒子を使った実験によって高エネルギー原子核物理学をさらに進歩させるには、1GeVあたりのコストを引き下げる何らかの新しい原理を見つけなければならないことが、次第に明らかになっていった。欧州製の装置を検討していたちょうどそのときに、この新しい原理が発見されたことは、CERNにとって幸運だった。問題は十分単純だった。加速粒子の自由振動と強制振動の振幅を何らかの方法で減らすことができれば、真空チャンバーのサイズと磁石リングの断面積を減らすことができ、より安価な装置を作れる。自由振動の振幅を減らす最も簡単な方法は、復元力を増やして周波数を上げることである。これは垂直方向では磁場勾配を増やすことで簡単に実現できるが、nが1を超えると水平安定性の条件に違反する。ChristofilosとCourant 、 LivingstonとSnyderによって
発見された新しい原理は、磁場勾配の符号を交互に変えることでベータトロン振動の周波数を上げる。磁石の構造は、一定の勾配を持つリングの周りで均一ではなく、勾配が交互に正と負になるセクターに分割されます。[1]— JB アダムス、「交互勾配陽子シンクロトロン」
ノーベル賞
加速器で行われた研究により、3人のノーベル物理学賞が授与されました。
- 1976年:サミュエル・CC・ティンがJ /ψのJ部分とチャームクォークを発見した。
- 1980年:ジェームズ・クローニンとヴァル・フィッチがK中間子の実験によりCP対称性の破れを発見した。
- 1988年:レオン・レーダーマン、メルビン・シュワルツ、ジャック・スタインバーガーがミューニュートリノを発見した。
参照
- 強力な集束（交互勾配集束とも呼ばれ、この加速器で開拓されたアイデア）
参考文献
- アブラハム・パイス (1988)。 『内なる境界：物質世界における物質と力』オックスフォード大学出版局。ISBN 978-0-19-851997-3。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、交番勾配シンクロトロンに関連するメディアがあります。
- ブルックヘブン国立研究所: 交番勾配シンクロトロンのウェブページ
- Beth, RA; Lasky, C. (1958)。「ブルックヘブン交番勾配シンクロトロン:大規模な核研究装置の建設には、多くの分野からのアイデア、人材、方法が必要」。Science . 128 (3336): 1393–1401. doi :10.1126/science.128.3336.1393. PMID 17797589。