Беватрон

Беватро́н (Bevatron, от BeV — Billion ElectronVolt) — ускоритель, слабофокусирующий протонный синхротрон на энергию 6 ГэВ, работавший в Национальной лаборатории им.Лоуренса (LBNL, Калифорния) в 1954-1971 годы для проведения экспериментов в области физики высоких энергий и элементарных частиц, а в 1971-2009 годы в качестве бустера тяжёлых ионов для линейного ускорителя SuperHILAC.

Антипротоны

В 1932 году был открыт позитрон, предсказанный уравнением Дирака, в 1936 году в космических лучах открыты мюоны, а в 1947 году и пионы с зарядами обоих знаков. Было твёрдое убеждение, что у каждой частицы существует своя античастица. Таким образом, Беватрон проектировался в конце 1940-х годов в первую очередь для экспериментального наблюдения антипротонов. Соответственно, для рождения антипротона с массой покоя ~938 МэВ при столкновении протона с покоящимся ядром, необходима была энергия в пучке 6.2 ГэВ. В 1954 году Беватрон заработал, и в 1955 году были зарегистрированы первые антипротоны, а вскоре и антинейтроны. За открытие антипротонов Эмилио Сегре и Оуэн Чемберлен получили в 1959 году Нобелевскую премию.

Особенности конструкции

Поскольку на момент проектирования жёсткая фокусировка ещё не была изобретена, ускоритель был слабофокусирующим, что означало большой размер пучка, а значит огромную вакуумную камеру и гигантский размер магнитных элементов. Магнит Беватрона, создающий ведущее поле, весил 10000 тонн. Для того чтобы запитать магнит при подъёме энергии протонного пучка использовался огромный мотор-генератор. После окончания очередного цикла, когда пучок был выпущен или сброшен, запасённая в магнитном поле энергия извлекалась обратно, раскручивая мотор.

Жидководородные пузырьковые камеры

Выпущенный из Бэватрона пучок протонов мог непосредственно использоваться в экспериментах, либо, после взаимодействия с мишенью, производить вторичные пучки других частиц (нейтрино, пионов). Первичные или вторичные пучки использовались в разнообразных экспериментах для изучения физики элементарных частиц. Для детектирования событий использовались, в частности, жидководородные пузырьковые камеры, где перегретый жидкий водород вскипал при прохождении одиночной частицы. Каждое такое событие фотографировалось на фотоплёнку, треки обмерялись, а для обработки многих тысяч фотоснимков были разработаны специальные автоматы. За цикл работ на пузырьковых камерах, благодаря которому было открыто множество резонансных состояний, Луис Альварес в 1968 году получил Нобелевскую премию.

Bevalac и окончательная остановка

В 1971 году Беватрон начал использоваться как бустер для инжекции в линейный ускоритель тяжёлых ионов SuperHILAC (Super Heavy Ion Linear ACcelerator). Такой комплекс был предложен Альбертом Гиорсо, который назвал его Bevalac. На комплексе ускоряли множество разнообразных ионов вплоть до остановки проекта в 1993 году.

В 2009 году начался демонтаж кольца Беватрона, окончание работ запланировано в 2011 году.

См. также

• Космотрон
• Синхрофазотрон ОИЯИ
• Теватрон
• Зеватрон

Ссылки

• [www.lbl.gov/Science-Articles/Research-Review/Magazine/1981/81fchp6.html History of the Bevatron]
• [www.acme.com/jef/photos/bevatron.html Фотографии Беватрона]
• [nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1959/segre-lecture.pdf Segrè Nobel Lecture, 1960]
• [www.wired.com/wiredscience/2009/07/bevatron/ Historic Atom Smasher Reduced to Rubble and Revelry]

Отрывок, характеризующий Беватрон

«Что я сказала, что я сделала!» подумала она, как только вышла из комнаты.
Долго ждали в этот день Наташу к обеду. Она сидела в своей комнате и рыдала, как ребенок, сморкаясь и всхлипывая. Соня стояла над ней и целовала ее в волосы.
– Наташа, об чем ты? – говорила она. – Что тебе за дело до них? Всё пройдет, Наташа.
– Нет, ежели бы ты знала, как это обидно… точно я…
– Не говори, Наташа, ведь ты не виновата, так что тебе за дело? Поцелуй меня, – сказала Соня.
Наташа подняла голову, и в губы поцеловав свою подругу, прижала к ней свое мокрое лицо.
– Я не могу сказать, я не знаю. Никто не виноват, – говорила Наташа, – я виновата. Но всё это больно ужасно. Ах, что он не едет!…
Она с красными глазами вышла к обеду. Марья Дмитриевна, знавшая о том, как князь принял Ростовых, сделала вид, что она не замечает расстроенного лица Наташи и твердо и громко шутила за столом с графом и другими гостями.


В этот вечер Ростовы поехали в оперу, на которую Марья Дмитриевна достала билет.
Наташе не хотелось ехать, но нельзя было отказаться от ласковости Марьи Дмитриевны, исключительно для нее предназначенной. Когда она, одетая, вышла в залу, дожидаясь отца и поглядевшись в большое зеркало, увидала, что она хороша, очень хороша, ей еще более стало грустно; но грустно сладостно и любовно.
«Боже мой, ежели бы он был тут; тогда бы я не так как прежде, с какой то глупой робостью перед чем то, а по новому, просто, обняла бы его, прижалась бы к нему, заставила бы его смотреть на меня теми искательными, любопытными глазами, которыми он так часто смотрел на меня и потом заставила бы его смеяться, как он смеялся тогда, и глаза его – как я вижу эти глаза! думала Наташа. – И что мне за дело до его отца и сестры: я люблю его одного, его, его, с этим лицом и глазами, с его улыбкой, мужской и вместе детской… Нет, лучше не думать о нем, не думать, забыть, совсем забыть на это время. Я не вынесу этого ожидания, я сейчас зарыдаю», – и она отошла от зеркала, делая над собой усилия, чтоб не заплакать. – «И как может Соня так ровно, так спокойно любить Николиньку, и ждать так долго и терпеливо»! подумала она, глядя на входившую, тоже одетую, с веером в руках Соню.
«Нет, она совсем другая. Я не могу»!
Наташа чувствовала себя в эту минуту такой размягченной и разнеженной, что ей мало было любить и знать, что она любима: ей нужно теперь, сейчас нужно было обнять любимого человека и говорить и слышать от него слова любви, которыми было полно ее сердце. Пока она ехала в карете, сидя рядом с отцом, и задумчиво глядела на мелькавшие в мерзлом окне огни фонарей, она чувствовала себя еще влюбленнее и грустнее и забыла с кем и куда она едет. Попав в вереницу карет, медленно визжа колесами по снегу карета Ростовых подъехала к театру. Поспешно выскочили Наташа и Соня, подбирая платья; вышел граф, поддерживаемый лакеями, и между входившими дамами и мужчинами и продающими афиши, все трое пошли в коридор бенуара. Из за притворенных дверей уже слышались звуки музыки.
– Nathalie, vos cheveux, [Натали, твои волосы,] – прошептала Соня. Капельдинер учтиво и поспешно проскользнул перед дамами и отворил дверь ложи. Музыка ярче стала слышна в дверь, блеснули освещенные ряды лож с обнаженными плечами и руками дам, и шумящий и блестящий мундирами партер. Дама, входившая в соседний бенуар, оглянула Наташу женским, завистливым взглядом. Занавесь еще не поднималась и играли увертюру. Наташа, оправляя платье, прошла вместе с Соней и села, оглядывая освещенные ряды противуположных лож. Давно не испытанное ею ощущение того, что сотни глаз смотрят на ее обнаженные руки и шею, вдруг и приятно и неприятно охватило ее, вызывая целый рой соответствующих этому ощущению воспоминаний, желаний и волнений.