Ученые обнаружили возможность по созданию ускорителя частиц нового поколения

схожие новости

Долгожданный проект ускорителя элементарных частиц в Лаборатории Министерства энергетики США Fermilab совсем скоро станет реальностью. Этой весной завершилось испытание в Центре тестирования инжекторов PIP-II, или PIP2IT (PIP-II Injector Test Facility). Успешный результат открывает путь к созданию нового ускорителя элементарных частиц, который будет приводить в действие рекордные нейтринные пучки и управлять широкой программой физических исследований в Fermilab в течение следующих 50 лет.

Этот подвиг стал кульминацией более чем восьмилетней работы группы ученых, техников и инженеров над Proton Improvement Plan-II, или PIP-II.

— Я очень горжусь тем, как вся команда объединилась в разгар пандемии и достигла многого при таких неблагоприятных обстоятельствах, — сказала директор проекта Fermilab PIP-II Лия Мерминга.

В феврале 2020-го года инженер PIP-II Лидия Кокоска (слева) и руководитель проекта Лия Мерминга стоят на испытательном стенде инжектора PIP-II. Весной 2021-го года команда PIP-II успешно завершила испытания первой части нового ускорителя частиц

PIP-II предоставит международному сообществу физиков элементарных частиц научную установку мирового класса, позволяющую проводить исследования, ориентированные на открытия с использованием нейтрино, мюонов и протонов. Он станет основой международного эксперимента Deep Underground Neutrino (DUNE), а также многих других экспериментов по физике элементарных частиц.

Ускоритель PIP-II будет иметь длину 215 метров и разгонять частицы до 84% скорости света. Он будет обладать уникальной способностью доставлять пучки частиц либо в постоянном потоке, либо в импульсном режиме. Машина будет состоять из 23 криомодулей — больших сосудов, в которых размещаются и охлаждаются сверхпроводящие полости. Эти полости будут обеспечивать основную часть ускорения частиц в PIP-II.

Амбициозные спецификации проекта сопряжены с множеством технических проблем. Например, PIP-II будет иметь пять различных типов сверхпроводящих резонаторов. Каждый тип требует отдельного прототипирования и тестирования.

PIP2IT был задуман и сконструирован, чтобы служить проверкой концепции для внешнего интерфейса. Он состоит из источника частиц и первой секции длиной ~30 метров.

Команда PIP-II остыла и успешно эксплуатировала два криомодуля, включая этот криомодуль SSR1, для ускорения частиц до энергии пучка в 16,5 миллиона электронвольт

Несмотря на глобальную пандемию, команде PIP2IT удалось совершить несколько новых подвигов для Fermilab. Это включало первое ускорение протонного пучка с использованием сверхпроводящей технологии, завершение строительства первого криомодуля SSR1, полностью разработанного и изготовленного на собственном предприятии, а также использование новой технологии защиты. Центр атомных исследований имени Бхабхи в Индии поставил один из резонаторов SSR1, отвечающий строгим требованиям к компоненту. Компания BARC также предоставила радиочастотные усилители мощности, которые питали криомодуль SSR1 и успешно обеспечивали ускорение луча в PIP2IT.

Ускоритель выполнил поставленные перед командой задачи. Машина достигла параметров пучка, необходимых для установки нейтрино с длинной базой, которая будет генерировать его для эксперимента с глубоким подземным нейтрино. PIP2IT достиг энергии пучка 16,5 миллиона электронвольт, силы тока 2 миллиампера с импульсами длительностью 550 микросекунд и частотой повторения 20 Гц. Он также продемонстрировал бесшовную интеграцию результатов работы национальных и международных партнеров.

Полная информация об этом достижении доступна в статье на сайте Fermilab.

Читать еще

Комментарий

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

Популярные новости

Псилобициновые грибы действуют как антидепрессанты

Британские ученые установили, что в галлюциногенных грибах есть псилобицин, который является антидепрессантом. Специалисты изучили результаты у участников, которые прошли шестинедельный курс данного антидепрессанта и два...

Выяснилось, что Марс не только красного цвета

Рассматривая фотографии Марса, которые были сделаны на его поверхности, можно заметить, что он не совсем красного цвета, его цветовая палитра сложнее, чем кажется. «Популярная Механика»...

Анализ микроструктуры меняет правила моделирования неоднородных материалов

Производительность и безопасность литий-ионных аккумуляторов (LIB) можно объяснить сложной микроструктурой электродов. Анализ микроструктуры в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) направлен на применение глубоких...

Учёные утверждают: жизнь в подлёдных антарктических озёрах есть

Известно, что на континенте Антарктида существует множество озёр: Бонни, Ванда, Восток, Глубокое и другие. По последним данным учёных, их 250. Среди них есть и...

Исследование выявило причину трехмерной асимметрии имплозий ICF

Имплозии термоядерного синтеза с инерционным удержанием (ICF) требуют очень высоких уровней симметрии для достижения высоких плотностей и температур, необходимых для саморазогрева, вызванного термоядерным синтезом....

Главный хирург больницы JJ в Мумбаи рассказал, как COVID-19 бьет по внутренним органам

Специалисты проводили медицинское исследование в Индии, чтобы выяснить, как именно коронавирусная инфекция бьет по разным органам и системам человеческого организма. Для проведения анализов экспертам пришлось...

Интраназальная вакцина против гриппа стимулирует иммунитет

Экспериментальная однократная интраназальная вакцина против гриппа была безопасной и вызвала стойкий иммунный ответ при тестировании в исследовании фазы 1, опубликованном в Journal of Clinical...

Объяснено появление жизни на Земле

Ученые Института перспективных исследователей в США, Института наук о Земле и жизни в Японии и Университета Нового Южного Уэльса в Австралии объяснили, как появились...

Врачи рекомендуют просыпаться правильно

Некоторые правила пробуждения помогут снизить уровень стресса и повысить плодотворность. Не стоит пользоваться кнопкой повтора сигнала будильника, так как сон, окутывающий мозг на непродолжительное время...