Российские ученые приняли участие в модернизации Большого адронного коллайдера

В Европейском центре ядерных исследований (CERN) прошли успешные испытания одной из секций линейного ускорителя ионов Linac 4 — нового инжектора для Большого адронного коллайдера. Оборудование было разработано российскими специалистами Института ядерной физики имени Г.И. Будкера (ИЯФ СО РАН, Новосибирск) и Всероссийского научно-исследовательского института технической физики имени академика Е.И. Забабахина (РФЯЦ — ВНИИТФ, Снежинск). Об этом сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию Indicator.Ru

Введение нового инжектора проходит в рамках модернизации Большого адронного коллайдера (LHC), которая позволит более чем вдвое увеличить производительность установки. В ходе испытания были достигнуты проектный темп ускорения и энергия 100 миллионов электрон-вольт. «Проводка пучка через ускоритель прошла исключительно гладко, подтвердив тем самым качество изготовления, точность настройки и геодезической выставки ускоряющих структур», — рассказывает руководитель проекта Linac 4 Морицио Вретенар. По его словам, после завершения программы физики получат десятикратное увеличение числа столкновений частиц, что даст больше возможностей при наблюдении редких процессов и поиска неизвестных частиц.

Прежде чем попасть в коллайдер, заряженные частицы проходят через каскад ускорителей. Сейчас эта цепочка начинается с линейного ускорителя Linac 2 с энергией протонов 50 МэВ, который был запущен почти 40 лет назад. Для его замены в CERN создается новый инжектор, Linac 4, в котором будет происходить ускорение интенсивных пучков отрицательных ионов водорода до энергии 160 МэВ. После линейного ускорителя в результате перезарядной инжекции (процесс непрерывного смешения двух потоков веществ и передачи энергии инжектирующего, или рабочего, потока инжектируемому для его нагнетания в различных устройствах) электронов протонный пучок будет инжектироваться в следующий ускоритель — накопитель протонов PS. Использование нового линейного ускорителя позволит вдвое поднять светимость коллайдера и скорость набора экспериментальных данных в LHC.

В каждой из четырех ускорительных секций Linac 4 используются различные типы ускоряющих структур, оптимизированные под необходимый диапазон энергии. Российские ученые разработали секцию CCDTL, в которой частицы ускоряются от 50 до 102 МэВ. Эта секция занимает 25 из 86 м длины Linac 4 и состоит из семи ускоряющих модулей. Каждый модуль включает в себя по три укоряющих высокочастотных резонатора с двумя пролетными трубками в каждом.

«Особенностью использованного нами типа структур является то, что фокусирующие магнитные линзы расположены не внутри пролетных трубок, а в пространстве между ускоряющими резонаторами. Это обеспечивает гибкость настройки магнитной структуры, снижает требования к точности позиционирования пролетных трубок и, соответственно, уменьшает стоимость изготовления», — отмечает заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН Алексей Трибендис.

За вводом в эксплуатацию всех ускорительных секций Linac 4 и получением проектной энергии 160 МэВ последуют длительные испытания надежности работы ускорителя. Переход в режим работы на БАК начнется во время очередной плановой модернизации ускорительного комплекса в 2019-2020 годах либо в случае проблем с работой Linac 2.