LEP Ön Enjektör - LEP Pre-Injector

LEP Ön Enjektör (LPI) şu koşulla ki, ilk kaynağı elektronları ve pozitron için CERN'in için sitesindeki hızlandırıcı kompleks LEP 2000'e kadar 1989 den (LEP).

LPI, LEP Enjektör Linac (LIL) ve Elektron Pozitron Akümülatöründen (EPA) oluşuyordu .

  • LEP Enjektör Linac

  • Elektron-pozitron dönüştürücülü LIL-W

  • Elektron Pozitron Akümülatörü

Tarih

CERN'deki eski LEP Enjektör Linac'ın (LIL) inşası, ardından CLIC test tesisini barındırıyor. Yeşil LIL işareti, 2001 binasının sol tarafında hala görülebilmektedir.

Eylül 1983'te LEP Çarpıştırıcısı için temel atıldıktan sonra , enjeksiyon şemasının tasarımı olan LEP Ön Enjektör (LPI) 1984'te tamamlandı. İnşaat, Laboratoire de l'accélérateur linéaire ile yakın işbirliği içinde planlandı ve uygulandı. (LAL) Orsay, Fransa'da. CERN'de daha önce elektron/pozitron hızlandırıcıları olmadığı için LAL, bu konuda değerli bir uzmanlık ve deneyim kaynağıydı.

80 keV enerjili ilk elektron ışını 23 Mayıs 1985'te üretildi. LIL, Temmuz 1986'dan itibaren ve EPA tasarım yoğunluğuna ulaştıktan kısa bir süre sonra EPA'ya 500 MeV enerjili elektronlar enjekte etti. Aynısı Nisan 1987'de pozitronlar için de sağlandı, bu nedenle LPI kompleksi 1987'de tam olarak faaliyete geçti. Takip eden iki yıl boyunca, elektron ve pozitron ışınlarını LIL, EPA, Proton Synchrotron (PS) aracılığıyla hızlandıran sistem devreye alındı. ), Super Proton Synchrotron (SPS), sonunda LEP'e ulaşana kadar. LEP'in halkasına ilk enjeksiyon, başlangıçta planlanandan bir gün önce, 14 Temmuz 1989'da yapıldı. İlk çarpışmalar 13 Ağustos'ta yapıldı ve LEP'in deneylerinin veri almasına izin veren ilk fizik çalışması 20 Eylül'de gerçekleşti.

LPI, 1989'dan son ışınların LEP'e teslim edildiği 7 Kasım 2000'e kadar LEP için bir elektron ve pozitron kaynağı olarak hizmet ediyordu . Bununla birlikte, kaynak Nisan 2001'e kadar diğer deneyler için çalışmaya devam etti (aşağıdaki bölüme bakın). Bundan sonra , geleceğin Kompakt Lineer Çarpıştırıcısı (CLIC) için ön araştırma ve geliştirme yapan CLIC Test Facility 3 (CTF3) için kullanılacak LPI tesisini dönüştürmek için çalışmalara başlandı . Dönüşüm, Eylül 2001'de hızlandırıcı devreye almaya başlayan ilk aşama (Ön Aşama olarak adlandırılır) ile aşamalı olarak gerçekleşti. 2016'nın sonunda, CTF3 çalışmasını durdurdu. 2017'den itibaren CERN Lineer Electron Accelerator for Research'e (CLEAR) dönüştürüldü.

Operasyon

LPI, iki parçaya ( LIL V ve LIL W ) sahip olan LEP Enjektör Linac'ı (LIL) ve Elektron Pozitron Biriktiricisini (EPA) içeriyordu .

LIL , toplam uzunluğu yaklaşık 100 metre olan iki lineer hızlandırıcıdan oluşuyordu . İlk olarak, LIL V'nin başlangıç ​​noktasında, bir termiyonik tabanca tarafından 80 keV enerjili elektronlar oluşturuldu . LIL V daha sonra elektronları yüksek akımlarda yaklaşık 200 MeV enerjiye hızlandırdı. Bunlar ya daha da hızlandırıldı ya da antiparçacıkları olan pozitronları oluşturmak için kullanıldı . LIL V'nin hemen arkasından gelen LIL W'nin başlangıcında, elektronlar , pozitronların üretildiği bir tungsten hedefine vuruldu . LIL W'de, hem elektronlar hem de pozitronlar, LIL V'dekinden daha düşük akımlarda 500 MeV'ye hızlandırılabilir. İlk raporlarda, LIL, 600 MeV'lik ışın enerjilerine ulaşmak için tasarlandı. Bununla birlikte, operasyonun ilk aylarında, 500 MeV'lik bir çıkış enerjisinin makinenin daha güvenilir bir şekilde çalışmasına izin verdiği anlaşıldı.

LIL, sözde S bandı Linacs'tan oluşuyordu . Bu lineer hızlandırıcılar , elektronları ve pozitronları hızlandıran 3 GHz frekansında mikrodalga boşlukları süren 35 MW'lık bir darbeli klistron kullandı .

LIL'den geçtikten sonra, parçacıklar EPA'ya enjekte edildi, elektronlar saat yönünde ve pozitronlar saat yönünün tersine döndü. Orada, yeterli ışın yoğunluklarını elde etmek ve LIL'nin (100 Hz) yüksek frekans çıkışını PS'nin çalıştığı frekansla (yaklaşık 0,8 Hz) eşleştirmek için her iki parçacık tipi de toplandı. EPA'yı geçtikten sonra parçacıklar, nihai hedefleri olan LEP'e ulaşmadan önce daha fazla hızlanma için PS ve SPS'ye iletildi. EPA, PS' çevresinin tam olarak beşte birine tekabül eden 125,7 m'lik bir çevreye sahipti.

Diğer deneyler

LPI, LEP'e sadece elektron ve pozitron sağlamakla kalmadı, aynı zamanda doğrudan LPI'nin altyapısında bulunan farklı deneyleri ve test kurulumlarını da besledi.

Bunlardan ilki Hipodrom Tek Elektron (HSE) deneyiydi. Tek elektronlar için olağandışı istek, Mart 1988'de L3 işbirliği ile yapıldı. 1988'in sonunda, kurulum çalışıyordu ve kısa bir süre sonra LEP'e kurulacak olan L3 dedektörünün hassas bir kalibrasyonuna izin verildi.

LIL'den gelirken EPA'ya saptırılmayan bu parçacıklar, doğrudan bir "döküm hattına" yönlendirildi. Orada, EPA halkasının ortasında, LIL Deneysel Alanı (LEA) kuruldu. Oraya gelen elektronlar, LIL'in çalışması, LEP'lerin ve daha sonra LHC'nin dedektörlerinin test edilmesi ve hazırlanması boyunca birçok farklı uygulama için kullanıldı . En ünlüsü, CMS'nin kalorimetrelerinden birinin optik fiberleri , 2001 yılında LHC'nin hazırlanma süresi sırasında burada test edildi.

Ek olarak, iki Synchrotron Işık Tesisi SLF 92 ve SLF 42 , EPA'yı çevreleyen elektronlar tarafından yayılan senkrotron radyasyonunu kullandı . 2001 yılının başına kadar, senkrotron radyasyonunun LHC'nin vakum odaları üzerindeki etkileri, COLDEX deneyi ile SLF 92'de incelendi. SLF 42, LHC'nin vakum odalarında kullanılmak üzere hazırlanan getter şeritleri üzerine araştırma yapmak için kullanıldı.

LPI'nin nihai başarısı PARRNe deneyiydi : Nötron açısından zengin radyoaktif kripton ve ksenon atomları oluşturmak için kullanılan LPI tarafından üretilen gama ışınları tarafından sağlanan elektronlar .

Referanslar