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