мезонная фабрика

МЕЗОННАЯ ФАБРИКА - ускоритель, предназначенный для получения пучков p-мезонов и мюоиов, высокой интенсивности в широком диапазоне энергий. Поскольку сечения рождения частиц малы (~1 мб), то для получения необходимых плотностей потоков л; и m требуются протонные пучки со ср. значениями токов от десятков MКА до 1 мА.

В настоящее время (1990-е гг.) в M. ф. используются протонные ускорители трёх типов: резонансные линейные ускорители, изохронные циклотроны, фазотроны с большой частотой повторения циклов. На M. ф. наряду с фун-дам. исследованиями проводится также большой спектр прикладных исследований в области физики твёрдего тела, химии, медицины, биологии и др., имеющих важное народнохозяйств. значение. Характеристики наиб, крупных M. ф. приведены в табл. 1.

В самой сильноточной из действующих Лос-Аламос-ской M. ф. генерируются потоки пионов низких (0 - 300 МэВ) энергий с интенсивностями 3*10 ⁹ или и потоки пионов высоких (100-600 МэВ) энергийили. В изохронном циклотроне TRIUMF ускоряются ионы Н^-, к-рые перезаряжаются на выходной мишени в протоны.

Табл. 1. - Крупнейшие мезонные фабрики

В сер. 1980-х гг. в ряде центров по ядерной физике начались работы по проектированию т. н. каонных фабрик (К. ф.), представляющих собой ускорит, комплексы для получения высокоинтенсивных протонных пучков (ср. ток 100-150 мкА) с энергией порядка 30-60 Гэв, к-рые при взаимодействии с мишенями могут рождать потоки вторичных частиц: као-нов, антипротонов, гиперонов, нейтрино и др. Благодаря высокой интенсивности вторичных пучков возникают широкие возможности исследования редких распадов, получения экзотич. ядер и т. п. В нек-рых случаях К. ф. называют адронным и фабриками (Hadron Facility).

Получение в К. ф. интенсивностей, превышающих более чем на порядок ср. интенсивность пучков действующих синхротронов протонных, предполагается достигнуть за счёт высокой частоты повторения ускоряющих циклов и применения сильноточных инжекторных комплексов повыш. энергии. Поэтому К. ф. строится по каскадной схеме: инжектор (выходная энергия 500-· 800 МэВ), быстроциклирующий протонный синхротрон - бустер (выходная энергия 2-7,5 ГэВ), осн. протонный синхротрон. В нек-рых проектах К. ф. для удобства физ. экспериментов предусматриваются также накопительные кольца (см. Накопители), напр, накопит, кольцо (Stretcher) для медленного вывода пучка на мишень.

Действующих К. ф. ещё нет, и разрабатываемые проекты, как правило, привязываются к существующим M. ф. При этом ускорители M. ф. используются как инжекторы в бустер: часть пучковых импульсов поступает в бустер, остальная часть -на физ. эксперимент. Характеристики проектов К. ф., создаваемых на базе M. ф., приведены в табл. 2.

Табл. 2. - Каонные фабрики

Рассматриваются и др. варианты построения К. ф. Напр., в Японии обсуждается проект адронной фабрики (Japanese Hadron Facility), к-рая должна работать совместно с действующим ускорит, комплексом KEK (протоны, 12 ГэВ) - TRISTAN (встречные пучки , 25 ГэВ). Вновь разрабатываемый комплекс адронной фабрики включает линейный ускоритель протонов

с энергией 1 ГэВ при ср. интенсивности пучка 200 мкА, линейный ускоритель тяжёлых ионов с энергией 8 МэВ/нуклон и быстроциклирующии синхротрон - бустер с накопит, кольцом типа Stretcher с энергией до 3 ГэВ. В бустере предполагается ускорять как протоны, так и тяжёлые ионы. Пучок протонов (3 ГэВ, 200 мкА) будет доускоряться в протонном синхротроне KE К до энергии 30 ГэВ. На этой адронной фабрике планируются эксперименты по четырём программам: каонная - эксперименты по редким распадам као-нов и гиперядерные эксперименты на каонных пучках; нейтронная - физика кондснсиров. сред с помощью каскадных нейтронов; мезонная - ядерная физика с мюонами энергии в неск. ГэВ и изучение свойств копденсиров. сред с помощью мюонов (mSR-метод); экзотические ядра - изучение свойств экзотич. ядер и ускорение этих ядер.

Лит.: Дмитриевский В. П., Мезонные фабрики, в кн.: Труды I Международной школы молодых ученых по проблемам ускорителей заряженных частиц. Ужгород, 4-15 сентября 1975, Дубна, 1976; Mурин В. П., Линейные ускорители для мезонных фабрик, там же; Proceedings of the International Workshop on Hadron Facility Technology, Santa Fe. Febr. 2-5, .1987 (LA - 11130-С). Б. П. Mypuн.

   <<      Предметный указатель      >>