Osmose-Energie: Genug Strom für halb Europa (Май 2024)
SLAC, сокращение от Stanford Linear Accelerator Center, американской национальной лаборатории ускорителей частиц для исследований в области физики частиц высоких энергий и физики синхротронного излучения, расположенной в Менло-Парке, Калифорния. SLAC был основан в 1962 году и является примером большой науки после Второй мировой войны. Он находится в ведении Стэнфордского университета для Министерства энергетики США. Его средства используются учеными из Соединенных Штатов и всего мира для изучения фундаментальных составляющих материи. В SLAC находится самый длинный линейный ускоритель (линейный ускоритель) в мире - машина длиной 3,2 км (2 мили), способная ускорять электроны до энергий 50 гигаэлектрон-вольт (ГэВ; 50 миллиардов электрон-вольт).
Концепция электронного линейного ускорителя SLAC с несколькими ГэВ возникла в результате успешной разработки электронных линейных ускорителей меньшего размера в Стэнфордском университете, кульминацией которой в начале 1950-х годов стала установка с энергией 1,2 ГэВ. В 1962 году планы новой машины, рассчитанной на 20 ГэВ, были утверждены, а линейный ускоритель длиной 3,2 км был завершен в 1966 году. В 1968 году эксперименты на SLAC дали первое прямое доказательство - на основе анализа диаграмм рассеяния, наблюдаемых при высоком Электронам энергии из линейного ускорителя позволялось поражать протоны и нейтроны в неподвижной цели - для внутренней структуры (то есть кварков) внутри протонов и нейтронов. Ричард Тейлор из SLAC поделился Нобелевской премией по физике 1990 года с Джеромом Исааком Фридманом и Генри Уэй Кендаллом из Массачусетского технологического института (MIT) за подтверждение кварковой модели структуры субатомных частиц.
Исследовательская способность SLAC была увеличена в 1972 году с созданием в Стэнфорде позитрон-электронных асимметричных колец (SPEAR), коллайдера, предназначенного для создания и изучения электрон-позитронных столкновений при энергиях 2,5 ГэВ на пучок (позже повышенных до 4 ГэВ). В 1974 году физики, работающие с SPEAR, сообщили об открытии нового, более тяжелого аромата кварка, который стал известен как «шарм». Бертон Рихтер из SLAC и Сэмюэл С.К. Тинг из Массачусетского технологического института и Брукхейвенской национальной лаборатории были удостоены Нобелевской премии по физике в 1976 году в знак признания этого открытия. В 1975 году Мартин Льюис Перл изучил результаты событий электрон-позитронной аннигиляции, происходящих в экспериментах SPEAR, и пришел к выводу, что в дело вовлечен новый, тяжелый родственник электрона, называемый тау. Перл и Фредерик Рейнс из Калифорнийского университета в Ирвине поделились Нобелевской премией по физике 1995 года за вклад в физику лептонного класса элементарных частиц, к которому принадлежит тау.
За SPEAR последовал более крупный ускоритель со встречными пучками с более высокой энергией, проект «Позитрон-Электрон» (PEP), который начал свою работу в 1980 году и поднял энергию электрон-позитронных столкновений до 30 ГэВ. Поскольку программа по физике высоких энергий в SLAC была переведена на PEP, ускоритель частиц SPEAR стал специализированным средством для исследования синхротронного излучения. SPEAR теперь предоставляет высокоинтенсивные рентгеновские лучи для структурных исследований различных материалов, от костей до полупроводников.
Проект Stanford Linear Collider (SLC), который начал действовать в 1989 году, состоял из обширных модификаций исходного линейного ускорителя для ускорения электронов и позитронов до 50 ГэВ каждый перед отправкой их в противоположных направлениях вокруг 600-метровой (2000-футовой) петли магниты. Противоположно заряженным частицам позволили столкнуться, что привело к полной энергии столкновения 100 ГэВ. Характеристика повышенной энергии столкновения SLC привела к точному определению массы частицы Z, нейтрального носителя слабой силы, действующей на фундаментальные частицы.
В 1998 году Стэнфордский линак начал питать PEP-II, машину, состоящую из позитронного кольца и электронного кольца, построенного один над другим в оригинальном туннеле PEP. Энергии лучей настроены на создание B-мезонов, частиц, которые содержат нижний кварк. Они важны для понимания различия между веществом и антивеществом, которое вызывает явление, известное как нарушение CP.
