Komplex urychlovačů v CERNu

CERN byl založen v roce 1953 a od té doby v něm vznikla celá řada různých urychlovačů částic. Protože jsou to zařízení velmi náročná a drahá a protože urychlovače pro velké energie potřebují na vstupu již alespoň částečně urychlené částice, využívají se starší a menší urychlovače právě pro přípravu částic pro větší urychlovače.
V CERNu je tak vybudován poměrně složitý komplex vzájemně propojených urychlovačů (případně také zpomalovačů). 
Schematický obrázek převzatý ze zdroje http://cdsweb.cern.ch/record/979035 jsem opatřil tooltipy, které se zobrazí při najetí myší nad jednotlivé systémy.  

Níže najdete obrázek s postupem urychlování protonů od tlakové lahva s vodíkem až po urychlovač LHC. Ve skutečnosti je to celé ještě trochu komplikovanější, protože už i duoplasmatronový zdroj protonů je urychluje 90 keV, pak následuje RFQ (Radio Frequency Quadrupole) injektor, který jim zvýší energii na 750 keV a teprve pak vstupují do Linacu.

Mohli byste se zeptat, proč není možné dát zdroj protonů přímo před urychlovač LHC? Je to ze dvou důvodů. Jednak technicky není možné měnit vlastnosti polí v LHC v tak širokém rozsahu, aby stroj byl schopen urychlovat částice od nulové energie až na maximální. Například už jen provedení cyklu z 450 GeV na 3,5 TeV a zpět trvá zhruba hodinu a půl, ale samozřejmě existují stovky daleko závažnějších důvodů, proč to nelze zrealizovat.

Druhým důvodem je, že v průběhu urychlování se musí vyladit mnoho různých parametrů svazku a jednotlivé nižší urychlovače jsou specializované právě na ladění jeho jednotlivých vlastností.

Ve zjednodušení lze říci, že PS Booster (jak i jeho název napovídá) se stará hlavně o dosažení co nejmenšího průměru a tedy největší hustoty (luminosity) svazku.

Urychlovač PS je zase zodpovědný za rozdělení svazku do jednotlivých bunchů - oddělených dávek částic.

Hlavní zodpovědností urychlovače SPS je pak vkládání bunchů do LHC na přesně stanovené synchronní pozice tak, aby byly schopny spolu v experimentech přesně kolidovat.    

Postup urychlování protonů

 

 

Postup urychlování olověných iontů