CEA (коллайдер)

CEA (англ. Cambridge Electron Accelerator) — ускоритель электронов, один из первых синхротронов, на энергию до 6 ГэВ, работавший для экспериментов по физике высоких энергий в 1962-1973 годах в городе Кембридж (штат Массачусетс), США.

Cambridge Electron Accelerator
Тип	синхротрон
Назначение	эксперименты по ядерной физике, ФЭЧ, коллайдер
Страна	США
Лаборатория	Гарвард/MIT
Годы работы	1962-1973
Технические параметры
Частицы	электроны, позитроны
Энергия	6 ГэВ, 3.5×3.5 ГэВ
Периметр/длина	226.8 м
Частота обращения	1.32176 МГц
Бетатронные частоты	6.4
Число сгустков	120
Светимость	1×1031см-2с-1

История

Вскоре после открытия принципа жёсткой фокусировки в 1952 году, совместными усилиями Гарвардского университета и MIT было начато проектирование электронного синхротрона на энергию 6 ГэВ. Проектирование началось в 1956 году, проект оценивался в 6.5 M$^[1]. Строительство развёрнуто в 1957 году^[2], руководил проектом М. Ливингстон^[3]. Синхротрон заработал в 1962 году, пучок электронов использовался для экспериментов с неподвижной мишенью.

На CEA в 1963 году впервые был применён медленный резонансный вывод пучка^[4]. Подводя пучок искажением равновесной орбиты к специальной полоске с током, создающей нелинейное магнитное поле, удавалось добиться надвигания горизонтальной бетатронной частоты со стандартной рабочей точки ν_x=6.4 к полуцелому резонансу ν_x=6.5, вблизи которого частицы с большей амплитудой начинали совершать неустойчивые колебания, и, быстро набирая амплитуду, попадали в апертуру выпускного магнита.

С 1964 года на накопителе изучалось обратное комптоновское рассеяние лазерного излучения на пучке электронов^[5].

В 1966 году впервые на ускоритель был установлен затухательный вигглер, с его помощью было усилено радиационное затухание пучка, что позволило улучшить накопление частиц^[6]. Впоследствии вигглеры получили широкое распространение для генерации синхротронного излучения.

Коллайдер

C 1971 года, после модификации, накопитель стал работать как электрон-позитронный коллайдер на энергию до 3.5×3.5 ГэВ. При энергии 2 ГэВ и 120 сгустках в каждом пучке проектная светимость составляла 1×10³¹см^-2с^-1[7]. Встречные пучки циркулировали в одной вакуумной камере, с электростатическим разведением в паразитных местах встречи.

Одновременно с переориентацией на встречные пучки, на CEA была развёрнута программа по использованию синхротронного излучения^[8]. Однако уже в начале 1970-х финансирование работ на CEA стало резко сокращаться, проект по преобразованию накопителя в специализированный источник СИ не был поддержан.

В 1973 году CEA был окончательно остановлен^[9].

Взрыв 5 июля 1965 года

В 03:32 ночью 05.07.1965 в экспериментальном зале произошёл мощный взрыв, при котором пострадали 8 человек, один из которых позже умер в больнице^[10][11]. Взорвался водород вследствие утечки из водородной пузырьковой камеры. Взрыв произошёл в самом конце процедуры заполнения пузырьковой камеры объёмом около 500 литров жидким водородом. Вероятной причиной стали лопнувшие из-за температурного расширения биметаллические соединения пузырьковой камеры с вакуумной камерой пучка. Ущерб от взрыва оценивался в 1 миллион долларов.

См. также

• CBX
• SPEAR
• ADONE

Примечания

1. M.S. Livingston. The Cambridge Electron Accelerator // Proc. HEACC'1956. — 1956. — С. 439-446a.
2. M.S. Livingston. The Cambridge Electron Accelerator // Proc. HEACC'1959. — 1959. — С. 335-338.
3. An MIT-Harvard Project: The Electron Accelerator Архивная копия от 28 марта 2013 на Wayback Machine, P.J.Rothenberg, 1958.
4. The External Electron Beam Facility at the Cambridge Electron Accelerator Архивная копия от 21 июля 2012 на Wayback Machine, J.M. Paterson, Proc. PAC'1965, p.931.
5. A Laser-Induced Compton Back-Scattered Photon Beam at the Cambridge Electron Accelerator Архивная копия от 21 июля 2012 на Wayback Machine, Proc. PAC'1969, p.1069.
6. History of Synchrotron Radiation Архивная копия от 5 августа 2020 на Wayback Machine, A.L. Robinson.
7. Performance of the CEA Colliding Beam Facility Архивная копия от 21 июля 2012 на Wayback Machine, J.M. Paterson, Proc. PAC'1971, p.196.
8. Synchrotron Radiation at the Cambridge Electron Accelerator Архивная копия от 21 июля 2012 на Wayback Machine, H.Winick, Proc. PAC'1973, p.984.
9. Reutilization Potential of Accelerator Components: A Decomissioning Perspective Архивная копия от 21 июля 2012 на Wayback Machine, Proc. PAC'1979, p.4286.
10. The explosion at the Cambridge Electron Accelerator on July 5 Архивная копия от 8 декабря 2013 на Wayback Machine, Bob Horvitz.
11. Experimenta and Traget-gas Storage at the CEA at the Time of July 5, 1965 Accident and Fire Архивная копия от 5 марта 2016 на Wayback Machine, R.D. Biron.