Anello Di Accumulazione

Anello Di Accumulazione (w skrócie: AdA, pol. pierścień magazynujący) – pierwszy włoski akcelerator cząstek; pierwszy na świecie zderzacz cząstek i antycząstek (negatonów i pozytonów) oraz pierwszy na świecie magazyn antymaterii[1]. Zbudowany w 1961 w Laboratorium Narodowym we Frascati. Projekt nadzorował Bruno Touschek[2].

Historia

7 marca 1960 Bruno Touschek, austriacki fizyk teoretyczny, wygłosił we Frascati wykład o procesie anihilacji elektron-pozytron. Zaproponował budowę małego pierścienia zderzeniowego do przeprowadzania takich zderzeń, który wykorzystać miałby istniejący synchrotron elektronowy o energii 1,1 GeV. Zagadnienie magazynowania i akumulacji wiązek uważano tutaj za najtrudniejszy, stąd accumulazione w nazwie urządzenia. Jednak po dyskusji uznano pomysł za celny i już tydzień później placówka przeznaczyła na projekt 8 milionów lirów (później budżet eksperymentu zwiększono do 20 mln lirów). Touschek został kierownikiem projektu, Giorgio Ghigo - specjalistą od spraw technicznych, a Carlo Bernardini - specjalistą od spraw teoretycznych. 16 marca przygotowano wstępny kosztorys prac a już 20 kwietnia złożono pierwsze zamówienia na materiały[3].

W ciągu roku powstało prototypowe urządzenie. Miało 160 cm średnicy i umieszczone było w magnesie o masie 8,5 tony[4]. 27 lutego 1961 po raz pierwszy udało się w nim zmagazynować wiązkę cząstek (nie wiedziano wówczas czy były to elektrony czy pozytrony).

AdA rozpędzała cząstki do energii 250 MeV. W lipcu 1962[4] urządzenie zostało przeniesione do Laboratorium Akceleratorów Liniowych w Orsay we Francji, gdzie zasilano je elektronami o jeszcze większej energii. Między grudniem 1963 a kwietniem 1964 przeprowadzono pierwsze zderzenia elektron-pozytron. Wiarygodne dane potwierdzające zajście anihilacji elektronów i pozytronów opublikowano 16 lipca 1964[5].

Znaczenie

AdA była przede wszystkim urządzeniem o charakterze inżynieryjnym a nie naukowym. Nie służyła do zbierania danych naukowych i mimo stosunkowo krótkiego czasu pracy (do 1964), pokazała w praktyce, że możliwe jest budowa i działanie zderzacza elektronowo-pozytronowego. Zespół Ada wykazał także, że możliwe jest magazynowanie wiązki elektronowej nawet przez 40 godzin[5]. Po AdA we Włoszech powstały kolejne podobne urządzenia, jak ADONE (1967), czy DAFNE (1997)[2][6]. W trakcie prac z AdA odkryto efekt Touscheka i rozwiązano wiele technicznych problemów dotyczących formowania i przechowywania wiązek elektronów i pozytronów[5][1].

5 grudnia 2013 Włoski Narodowy Instytut Fizyki Jądrowej przy Laboratorium Narodowym we Frascati został wyróżniony przez Europejskie Towarzystwo Fizyczne[6].

Podstawowe parametry

W nawiasie wartości po przeniesieniu urządzenia do Francji[5].

ParametrTypowa wartość
Energia na wiązkę250 (200) MeV
Obwód4,1 m
Intensywność wiązki~1025 cząstek/cm²s
Prąd wiązki~0,05 mA
Energia wiązki inżektora(1000 MeV)
Maks. natężenie indukcji magnet.1,1 T
Indeks pola n0,55
Jakość próżni<1 nTr
Napięcie RF7,5 (5) kV

Przypisy

  1. ↑ a b Sarah Charley: First particle-antiparticle collider now historic site (ang.). Symmetry Magazine, 2013-12-05. [dostęp 2017-09-10].
  2. ↑ a b INFN: AdA – Storage Ring (ang.). INFN, 2017-08-08. [dostęp 2017-09-10].
  3. ↑ L. Bonolis. Bruno Touschek vs. machine builders: AdA, the first matter-antimatter collider. „RIVISTA DEL NUOVO CIMENTO”. 28 (11/2005), s. 2,38, 2005-09-28. DOI: 10.1393/ncr/i2005-10006-x (ang.). 
  4. ↑ a b AdA – the small machine that made a big impact (ang.). CERN Courier, 2014-01-22. [dostęp 2017-09-10].
  5. ↑ a b c d Oliver Brüning, Stephen Myers: Challenges and Goals for Accelerators in the XXI Century. Singapur: World Scientific Publishing, 2016, s. 62. ISBN 978-981-4436-39-7.
  6. ↑ a b jako Miejsce Historyczne właśnie za budowę AdAEnzo De Sanctis, Umberto Dosselli: AdA: the world’s first electron-positron collider (ang.). European Physical Society, 2013-12-20. [dostęp 2017-09-10].