ях=75 мб, а світність коллайдера L=5.1031см - 2сек - 1.
Використовуємо (2):
N=L?=5 * 1031 см - 2сек - 1 * 75 * 10-27 см - 2=3.75 * 106 сек - 1.
Найбільші сучасні центри, призначені для дослідження фізики елементарних частинок, являють собою багатоцільові комплекси з декількох прискорювачів, функціонально пов'язаних між собою. Хорошим прикладом такого прискорювального комплексу є ЦЕРН (Женева). Схема комплексу наведена на рис. 56.
Рис. 56 - Прискорювальний комплекс ЦЕРН
Найбільшим прискорювачем цього комплексу є Великий Адронний Коллайдер LHC (Large Hadron Collider), на якому будуть стикатися пучки прискорених до енергії 7 ТеВ протонів, а також ядра свинцю. Цей прискорювач споруджується в підземному кільцевому тунелі (його периметр 26.7 км) на місці іншого недавно діяв найбільшого е + е- - коллайдера. LEP - Large Electron Positron (Collider), прискорює електрони і позитрони до енергії 101 ГеВ.
Для інжекції протонів і іонів в LHC буде використовуватися прискорювач SPS (Super Proton Synchrotron), на виході якого протони мають енергію близько 450 ГеВ. Його периметр 6.9 км і він розташований під землею на глибині 50 м. У SPS важкі частки надходять від протонного синхротрона PS (він також згаданий в таблиці), в який у свою чергу протони і іони потрапляють з бустера (прискорювача-інжектора) Ізольда.
2.6 Вторинні пучки
У сучасних експериментах широко використовуються вторинні пучки частинок, які народжуються після взаємодії первинного прискореного пучка частинок з мішенню. Застосовуючи електромагнітні сепаратори і коліматори, з величезного числа частинок, що утворюються на мішені, можна виділити частинки певного типу і певного імпульсу. У ядерній фізиці таким способом одержують вторинні пучки радіоактивних ядер, час життя яких може становити кілька мілісекунд. Аналогічно можна отримати вторинні пучки? - І K-мезонів. Вторинні пучки? - Мезонів можна використовувати для утворення нейтронних пучків, які виходять при розпаді? - Мезонів:
? - ?? - +? ?,? + ?? + + ??.
Чистий пучок нейтрино можна отримати, фільтруючи утворюються частинки через товстий поглинач.
2.7 Лазерне прискорення електронів
Ідея використання лазерів для прискорення електронів в плазмі була висунута в 1979 р американськими вченими [3]. Стосовно до коротким лазерним імпульсам першого аналітичні дослідження були опубліковані в 1987 р [4] і в 1988 р [5]. По суті, лазерне прискорення електронів в плазмі дуже близько до так званого колективного методу прискоренню електронів, який розроблявся протягом багатьох років у Харківському фізико-технічному інституті під керівництвом Я.Б.Файнберга. Про ті проблеми, з якими стикається традиційна вакуумна прискорювальна техніка, і про колективні методах прискорення в плазмі можна прочитати в статті, опублікованій в журналі Природа раніше [6].
Рис. 57 - Поширення короткого лазерного імпульсу в плазмі і збудження кільватерних хвиль
Пунктиром показані лінії зниженою електронної щільності, суцільний - лінії підвищеної електронної щільності. Стрілка показує напрям поширення лазерного імпульсу.
Стосовно до коротким лазерним імпульсам прискорення електронів в плазмі можна схематично представити таким чином. Поширюючись у плазмі, імпульс виштовхує електрони з тієї області, де він в даний момент знаходиться (рис.3). Крім сил з боку імпульсу, на електрони діє електричне поле з боку іонів плазми, які можна вважати нерухомими через їх більшої маси. Після того, як імпульс покинув дану область, на електрони діє тільки поле поділу зарядів, що прагне повернути електрони в їх вихідне положення. Розігнавшись в цьому полі, електрони проскакують своє початкове положення і починають коливатися щодо іонів на так званій плазмової частоті. Оскільки імпульс біжить по плазмі і весь час виштовхує ті електрони, які зустрічаються на його шляху, він весь час позаду за собою запускає плазмові коливання. При цьому початкова фаза цих коливань різна в різних точках на шляху імпульсу. У результаті порушується хвиля поділу зарядів, фаза якої поширюється по плазмі зі швидкістю імпульсу (так звана кільватера хвиля, рис.4). Електричне поле цієї хвилі в одній половині періоду направлено у напрямку розповсюдження імпульсу, а в іншій половині періоду - назустріч напрямку поширення імпульсу. Якщо електрон з початковою швидкістю, рівної швидкості імпульсу, помістити в ту область плазмової хвилі, де діюча на нього з боку електричного поля сила спрямована у напрямку його руху, то електрон, рухаючись разом з хвилею, почне прискорюватися. Такий прискор...
