ＬＨＥＣ

大型ハドロン電子衝突型加速器（LHeC）は、既存のLHCストレージリング（現在ジュネーブのCERNで稼働している最高エネルギーの陽子加速器）のアップグレードの可能性を模索する加速器研究である。陽子加速器リングに新しい電子加速器を追加することで、LHeCでは、2007年に運用を終了したハンブルクのDESYの電子陽子衝突型加速器HERAで可能だったものよりはるかに高い、前例のない高エネルギーと高率での電子陽子衝突および電子イオン衝突の調査が可能になる。そのため、LHeCには、陽子と原子核の基礎構造や、新たに発見されたヒッグス粒子の物理など、独自の研究プログラムがある。これは、米国やその他の国で計画されているものと同様の電子イオン衝突型加速器であるが、現在の設計では偏極陽子は考慮されていない。

LHeC の基本設計は、長さ約 1 km の 2 つの超伝導線形粒子加速器(「リニアック」) で構成され、LHC に接するレーストラック構成で配置されています。各リニアックは約 10 GV の加速を提供するため、電子はレーストラック内で 3 回転して約 60 GeV のエネルギーに達し、その後 7 TeV の陽子または 2.7 TeV の鉛イオンと衝突します。設計のユニークな特徴は、特に低い電力消費量に最適化されていることです。これは、衝突後に電子ビームを減速し、そのエネルギーのほぼすべてをリニアックの無線周波数空洞に戻すことで実現されます。この原理はエネルギー回収と呼ばれます。現在、802 MHz の適切な周波数で超伝導加速器空洞を開発するための CERN との国際協力の準備が進行中です。並行して、エネルギー回収リニアック テスト プラットフォームの設計研究が CERN で進められています。 LHC の陽子および重イオン物理学に関連して、LHeC の物理プログラムと検出器も研究されています。CERN の LHC 複合施設の運用時間とリソースを最大限に活用するために、電子-陽子および陽子-陽子のデータを同時に取得することが想定されています。LHeC の電子ビームは、遠い将来にはマルチ 10 TeV 陽子ビームと組み合わせられる可能性があり、これは 2013 年から CERN で世界規模の研究で検討されています。

• 「HL-LHC の大型ハドロン電子衝突型加速器」、2012 年の概念設計レポートの 2020 年更新版
• 「LHC の電子：新たな始まり」、CERN Courier、2014 年 6 月
• 「CERN の大型ハドロン電子衝突型加速器: 機械と検出器の物理と設計コンセプトに関する報告書」、Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics、2012 年
• 「LHC のための電子」、CERN Courier、2012 年 4 月