Охлаждение пучков накопленных частиц. Протон-антипротонные кольца

уста­новкой и доставлен в накопительное кольцо для охлаж­дения и накопления.

Главные трудности начинаются, однако, когда речь заходит о накопительном кольце для антипротонов. Ан­типротоны также нужно генерировать на мишенях, как это делают с позитронами. Генерируются они плохо. При столкновении протонов, как правило, рождаются более легкие частицы и лишь изредка — протон-антипротонные пары. После рождения антипротоны заполняют столь большой фазовый объем, что только ничтожная их часть может быть доставлена в накопительное кольцо. Зани­маемый пучком фазовый объем остается большим, по­скольку заметного синхротронного излучения они не ис­пускают. Долгое время проблема создания протон – антипротонных накопительных колец казалась совершенно безнадежной, а потом из нее было найдено сразу два выхода.

Первый выход был придуман академиком Будкером. Чтобы охладить горячий пучок антипротонов, нужно сме­шать этот пучок с пучком холодных электронов, летя­щих в ту же сторону. При взаимодействии пучков их температуры сближаются. Нагретый пучок электронов потом выбрасывается, а охлажденный пучок антипрото­нов используется. Для охлаждения антипротоны должны долгое время циркулировать в охладительном кольце. На каком-либо участке кольца они охлаждаются электрон­ным пучком. Этот участок является общим для электронов и антипротонов. Антипротоны и электроны должны иметь одинаковые или почти одинаковые скорости, чтобы вза­имодействующие частицы подольше находились вблизи друг от друга и могли эффективно обмениваться энергия­ми. Опыты по охлаждению начали производить с протон­ными пучками, получать которые нетрудно. Впервые это было сделано в Институте ядерной физики Сибирского отделения Академии наук молодым физиком Диканским, работавшим под руководством академиков Будкера и Скринского. Эту идею собираются использовать физики Лаборатории им. Ферми в США, которые переоборудуют свой протонный синхротрон на энергию 500 ГэВ так, что­бы он мог быть использован и как накопительное кольцо (рис. 41).

Путь ускоренных частиц в этом ускорительном ком­плексе начинается в генераторе Кокрофта — Уолтона и продолжается в линейном ускорителе. Из него протоны попадают в промежуточный кольцевой ускоритель (бус­тер), ускоряются до энергии около 8 ГэВ, а затем пере­брасываются в основное кольцо. В этом кольце протоны ускоряются до 100 ГэВ, выводятся из ускорителя и на­правляются па мишень. Рожденные в мишени антипро­тоны (вернее, очень небольшая их часть) через бустер переводятся в охлаждающее кольцо и там накапливаются. Антипротоны перебрасываются в бустер и ускоряются в нем до 8 ГэВ, а затем вводятся в основное кольцо, где они вращаются в противоположном по отношению к про­тонам направлении.

Страница 2 of 4« First...23...Last »