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 SPS から送られるテストビームライン。写真では、20 GeV 陽電子がアルファ磁気分光計の較正に使用されています。 | |
| 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 | LHC用インジェクター、固定ターゲット |
| 梁の特性 | |
| 最大エネルギー | 450ギガボルト |
| 物理的特性 | |
| 周 | 6.9キロメートル（4.3マイル） |
| 座標 | 北緯46度14分06秒 東経6度02分33秒 / 北緯46.23500度 東経6.04250度 / 46.23500; 6.04250 |
| 機関 | CERN |
| 運行日 | 1976年～現在 |
| 先行 | スペス |
 | |
| 現在の粒子および核施設 | |
|---|---|
| LHC | 陽子と重イオンを加速する |
| レイル | イオンを加速する |
| ＳＰＳ | 陽子とイオンを加速する |
| プレス | 陽子を加速する |
| 追伸 | 陽子またはイオンを加速する |
| リニアック3 | LEIRに重イオンを注入する |
| リナック4 | イオンを加速する |
| 広告 | 反陽子を減速する |
| エレナ | 反陽子を減速する |
| イゾルデ | 放射性イオンビームを生成する |
| メディシス | 医療目的の同位元素を生産する |
スーパープロトンシンクロトロン（SPS）は、CERNにあるシンクロトロン型の粒子加速器です。円周6.9キロメートル（4.3マイル）の円形トンネル内に収容されており、[1]スイスのジュネーブ近郊のフランスとスイスの国境にまたがっています。[2]
歴史
SPSは、当時第2研究所と呼ばれていた研究所の所長ジョン・アダムスが率いるチームによって設計された。当初は300 GeVの加速器として設計されたSPSは、実際には400 GeVの能力を持つように構築され、1976年6月17日の公式稼働日にその運転エネルギーを達成した。しかし、その時点でこのエネルギーはフェルミ国立加速器研究所によって上回られており、同年5月14日に500 GeVのエネルギーに到達した。[3]
SPSは陽子と反陽子、電子と陽電子（大型電子陽電子衝突型加速器（LEP）[4]の入射器として使用）、および重イオンを加速するために使用されています。
1981年から1991年まで、SPSはハドロン（より正確には陽子・反陽子）衝突型加速器（Sp p S）として稼働し、そのビームはUA1実験とUA2実験にデータを提供し、その結果WボソンとZボソンが発見されました。これらの発見と粒子を冷却する新しい技術により、1984年にカルロ・ルビアとサイモン・ファン・デル・メールはノーベル賞を受賞しました。
2006年から2012年まで、 CNGS実験ではSPSを使用して、CERNから730km離れたイタリアの グラン・サッソ研究所で検出されるニュートリノ ビームを生成しました。
現在の業務
SPS は現在、 2008 年 9 月 10 日に予備運転を開始した大型ハドロン衝突型加速器(LHC) の高強度陽子ビームの最終入射器として使用され、陽子を 26 GeV から 450 GeV まで加速します。その後、LHC 自体が陽子を数テラ電子ボルト(TeV) まで加速します。
入射器としての運用により、進行中の固定ターゲット研究プログラムを継続することが可能となり、SPS はCOMPASS、NA61/SHINE、NA62など、数多くのアクティブな固定ターゲット実験に 400 GeV の陽子ビームを供給するために使用されています。
SPSは加速器物理学の新しい概念のテストベンチとして機能し、現在も使用されています。1999年には電子雲現象の観測所として機能しました。[5] 2003年には、SPSはハミルトン共鳴駆動項が直接測定された最初の装置となりました。[6]そして2004年には、ビーム遭遇の有害な影響（LHCのようなもの）を打ち消す実験が行われました。[7]
SPS RFキャビティは中心周波数200.2 MHzで動作します。
大きな発見
SPS で行われた実験によって得られた主な科学的発見は次のとおりです。
- 1983年： UA1およびUA2実験でWボソンとZボソンが発見されました。[8] 1984年のノーベル物理学賞は、この発見につながった発展により、カルロ・ルビアとサイモン・ファン・デル・メールに授与されました。
- 1999年: NA48実験によるCP対称性の直接的な破れの発見。[9]
高輝度LHCのアップグレード
大型ハドロン衝突型加速器は、 2020 年代にその輝度を大幅に高めるためにアップグレードが必要になります。これには、SPS を含む線形加速器/前置入射器/入射器チェーン全体のアップグレードが必要になります。
この一環として、SPS ははるかに高強度のビームを扱えるようにする必要があります。過去に検討された改善策の 1 つは、抽出エネルギーを 1 TeV に増加することでした。[10]ただし、他のシステムがアップグレードされている間、抽出エネルギーは 450 GeV に維持されます。加速システムは、高強度のビームを加速するために必要な高電圧を処理できるように変更されます。ビームダンピングシステムもアップグレードされ、大きな損傷を受けることなく高強度のビームを受け入れることができるようになります。[11]
注釈と参考文献
- ^ 「AB-OP-SPSホームページでのSPSプレゼンテーション」。2011年10月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年9月15日閲覧。
- ^ CERN サイトに関する情報は、2012 年 7 月 8 日にarchive.todayにアーカイブされています。CERN。2010年 1月26 日に更新されました。
- ^ CERN の配達員
- ^ LEP Collider – 設計から承認および運用まで、Wayback Machineに 2014年6月18日アーカイブ、S. Myers著、セクション3.8。最終アクセス日2010年2月28日。
- ^ 「e-cloudの観測」（PDF） 。 2011年9月29日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2006年7月20日閲覧。
- ^ 共鳴駆動項の測定 2011年7月16日アーカイブ、Wayback Machine
- ^ 「wire compensation」（PDF） 。 2011年9月29日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2006年7月24日閲覧。
- ^ 「CERN.ch La」 Public.web.cern.ch . 2010年11月20日閲覧。
- ^ Fanti, V.; et al. (1999). 「中性カオンの2つのパイ中間子崩壊における直接CP対称性の破れの新しい測定」. Physics Letters B. 465 ( 1–4): 335–348. arXiv : hep-ex/9909022 . Bibcode :1999PhLB..465..335F. doi :10.1016/S0370-2693(99)01030-8. S2CID 15277360.
- ^ スーパーSPS
- ^ ハンケ、クラウス;ダメラウ、ヘイコ。ドゥリュー、アクセル。フンケン、アン。ローランド、ガロビー。ジラルドーニ、シモーネ。ギルバート、ニコラス。ゴダード、ブレナン。ホルツァー、エヴァ・バーバラ。ロンバルディ、アレッサンドラ。マングルンキ、ジャンゴ。メダヒ、マリカ。ミクレック、ベッティーナ。シャポシニコワ、エレナ。フレテナー、マウリツィオ (2014)。 「CERNにおけるLIUプロジェクトの状況」。第5回国際会議の議事録粒子加速器の設定IPAC2014。 Petit-Jean-Genaz Christine (編)、Arduini Gianluigi (編)、Michel Peter (編)、Schaa、Volker RW (編): 3 ページ、0.320 MB。土井:10.18429/JACOW-IPAC2014-THPME070.
外部リンク
ウィキメディア・コモンズのスーパープロトンシンクロトロンに関連するメディア- INSPIRE-HEPにおけるSPS実験記録