Эксперимент UA9

Суперпротон-антипротонный синхротрон
(Исп.)пС)
Ключевые эксперименты Sp p S
УА1	Подземная зона 1
УА2	Подземная зона 2
УА4	Подземная зона 4
УА5	Подземная зона 5
Sp p S предварительные ускорители
ПС	Протонный синхротрон
АА	Накопитель антипротонов

Эксперимент Underground Area 9 ( UA9 ) — это эксперимент по физике высоких энергий с использованием пучков частиц из суперпротонного синхротрона ( SPS ) в ЦЕРНе. Целью эксперимента является исследование того, как использование крошечных изогнутых кристаллов может улучшить коллимацию пучков в современных адронных коллайдерах. [ 1 ] ^UA9 был одобрен в 2008 году и находится в процессе реализации по состоянию на 2013 год. ^[2]

Цель

Заряженные частицы, которые взаимодействуют с изогнутым кристаллом, могут отклоняться плоскостями кристаллической решетки. В современных адронных коллайдерах могут наблюдаться высокие потери мощности из-за гало частиц вокруг ядра пучка, что угрожает стабильности и защите операции. Коллиматоры в многоступенчатой установке могут использоваться для поглощения этих гало. Использование изогнутых кристаллов в качестве коллиматоров улучшит поглощение, поскольку гало может отклоняться на большие углы, и, следовательно, может улучшить потери мощности современных адронных коллайдеров, таких как LHC. ^[3]

Экспериментальная установка

Экспериментальная установка UA9 состоит из двойной кристаллической схемы с кристаллами, названными Crystal1 и Crystal2. Установка также содержит линейные и угловые приводы положения, которые выравнивают кристаллы относительно циркулирующего пучка, а также устройства перехвата пучка, детекторы и мониторы потери пучка (BLM). Эти устройства проверяют коллимацию, создаваемую кристаллом. ^[4]

Протонный пучок, доступный в канале H8 CERN SPS, где проводится эксперимент, представляет собой узкий, малорасходящийся пучок 400 ГэВ/c. ^[5] Разница между выходным и входным углами пучка дает угол отклонения для каждой частицы. Для измерения этих углов использовались пять пар кремниевых микрополосковых детекторов. ^[6] Отклоненное гало поглощается подвижным вольфрамовым поглотителем. ^[7]

Результаты

Первоначальные результаты эксперимента UA9 показывают, что кристаллическая коллимация является достижимой, воспроизводимой техникой для пучков протонов и ионов свинца. В то время эксперимент имел неполные результаты относительно меньшего снижения во всем кольце SPS. ^[7]

Ссылки

^ "UA9". ЦЕРН . 2023-07-21 . Получено 2023-08-11 .
^ "Greybook". greybook.cern.ch . Получено 2023-08-11 .
^ Дель Россо, Антонелла (28 ноября 2012 г.). «Кристаллы в LHC». Бюллетень ЦЕРН . Получено 11 августа 2023 г.
^ Скандал, В.; Черутти, Ф.; Эспозито, Лос-Анджелес; Гараттини, М.; Жилардони, С.; Мирарчи, Д.; Монтесано, С.; Редаэлли, С.; Росси, Р.; Бурмистров Л.; Наточий, А.; Дюбос, С.; Пуилл, В.; Стокки, А.; Жовковская, В. (21 сентября 2020 г.). «Установка UA9 для двухкристаллического эксперимента в CERN-SPS». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 975 : 164175. Бибкод : 2020NIMPA.97564175S. дои : 10.1016/j.nima.2020.164175. ISSN 0168-9002.
^ Pesaresi, M; Ferguson, W; Fulcher, J; Hall, G; Raymond, M; Ryan, M; Zorba, O (2011-04-12). "Конструкция и производительность высокоскоростного, высокоуглового лучевого телескопа, используемого для исследований кристаллического каналирования". Journal of Instrumentation . 6 (4): P04006. Bibcode :2011JInst...6.4006P. doi :10.1088/1748-0221/6/04/P04006. ISSN 1748-0221.
^ Скандал, В.; Ардуини, Г.; Черутти, Ф.; Гараттини, М.; Жилардони, С.; Лосито, Р.; Маси, А.; Мирарчи, Д.; Монтесано, С.; Редаэлли, С.; Росси, Р.; Смирнов Г.; Бретон, Д.; Бурмистров Л.; Чаума, В. (май 2020 г.). «Наблюдение сильного уменьшения многократного рассеяния каналированных частиц в изогнутых кристаллах». Буквы по физике Б. 804 : 135396. Бибкод : 2020PhLB..80435396S. doi : 10.1016/j.physletb.2020.135396 . hdl : 11392/2495642 .
^ ab Международный комитет по будущим ускорителям; Чжун го кэ сюэ юань; JACoW, ред. (2014). 52nd ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on High-Intensity and High-Brightness Hadron Beams: (HB 2012); Пекин, Китай, 17–21 сентября 2012 г. Red Hook, NY: Curran. стр. 245–249 . ISBN 978-3-95450-118-2.

[1] "UA9". ЦЕРН . 2023-07-21 . Получено 2023-08-11 .

[2] "Greybook". greybook.cern.ch . Получено 2023-08-11 .

[3] Дель Россо, Антонелла (28 ноября 2012 г.). «Кристаллы в LHC». Бюллетень ЦЕРН . Получено 11 августа 2023 г.

[4] Скандал, В.; Черутти, Ф.; Эспозито, Лос-Анджелес; Гараттини, М.; Жилардони, С.; Мирарчи, Д.; Монтесано, С.; Редаэлли, С.; Росси, Р.; Бурмистров Л.; Наточий, А.; Дюбос, С.; Пуилл, В.; Стокки, А.; Жовковская, В. (21 сентября 2020 г.). «Установка UA9 для двухкристаллического эксперимента в CERN-SPS». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 975 : 164175. Бибкод : 2020NIMPA.97564175S. дои : 10.1016/j.nima.2020.164175. ISSN 0168-9002.

[5] Pesaresi, M; Ferguson, W; Fulcher, J; Hall, G; Raymond, M; Ryan, M; Zorba, O (2011-04-12). "Конструкция и производительность высокоскоростного, высокоуглового лучевого телескопа, используемого для исследований кристаллического каналирования". Journal of Instrumentation . 6 (4): P04006. Bibcode :2011JInst...6.4006P. doi :10.1088/1748-0221/6/04/P04006. ISSN 1748-0221.

[6] Скандал, В.; Ардуини, Г.; Черутти, Ф.; Гараттини, М.; Жилардони, С.; Лосито, Р.; Маси, А.; Мирарчи, Д.; Монтесано, С.; Редаэлли, С.; Росси, Р.; Смирнов Г.; Бретон, Д.; Бурмистров Л.; Чаума, В. (май 2020 г.). «Наблюдение сильного уменьшения многократного рассеяния каналированных частиц в изогнутых кристаллах». Буквы по физике Б. 804 : 135396. Бибкод : 2020PhLB..80435396S. doi : 10.1016/j.physletb.2020.135396 . hdl : 11392/2495642 .

[:0-7] Международный комитет по будущим ускорителям; Чжун го кэ сюэ юань; JACoW, ред. (2014). 52nd ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on High-Intensity and High-Brightness Hadron Beams: (HB 2012); Пекин, Китай, 17–21 сентября 2012 г. Red Hook, NY: Curran. стр. 245–249 . ISBN 978-3-95450-118-2.