Бирмингемский синхротрон — циклический ускоритель протонов на энергию 1 ГэВ, один из первых в мире синхротронов (реально — синхрофазотронов), построенный в Бирмингемском университете в 1953 году под руководством Марка Олифанта.
История Идею синхротрона — циклического ускорителя, в котором частицы ускоряются малым электрическим полем и движутся по неизменной замкнутой орбите в магнитном поле, которое растёт в процессе ускорения — Олифант сформулировал в 1943 годуFifty Years of Synchrotrons , E.J.N. Wilson, proc. EPAC'1996.. В 1945 году В.И. Векслер и Макмиллан сформулировали принцип автофазировки, который теоретически обосновал устойчивость частиц при ускорении, и тогда идея синхротронов быстро приобрела популярность. Физический проект ускорителя Олифант подготовил уже к 1947 году, но к сожалению, в послевоенной Великобритании из-за скудного финансирования проект синхротрона продвигался крайне медленноA Memoir of the MURA Years , F.T. Cole, proc. Cyclotrons'2001, p.5., кроме того, в 1950 году уехал в Австралию главный вдохновитель проекта — Олифант. В результате в 1952 году первым в мире протонным синхротроном стал 3 ГэВ ускоритель Космотрон в Брукхейвенской национальной лаборатории в США. Первый пучок в Бирмингемском синхротроне был получен в июне 1953 года.
Описание Синхротрон представлял собой слабофокусирующее кольцо диаметром 9 м (30 футов) с керамической вакуумной камерой прямоугольного сечения 40×10 см²The vacuum system of the Birmingham proton synchrotron, L. Riddiford, J. Sci. Instrum., 28, 1951, p.47.. Инжекция осуществлялась из ускорителя Кокрофта-Уолтона на энергии 430 КэВ. Цикл ускорения занимал 1 с, в течение которой магнитное поле поднималось с 217.5 Гс до 12.5 кГс. Частота повторения составляла 6 раз в минуту. Интенсивность протонного пучка не превышала 3×109 частиц. Общий вес магнитной системы составил 800 тоннEarly Synchrotrons in Britain , J,D, Lawson, p.13..
Одной из самых сложных систем ускорителя стала ускоряющая ВЧ-система, частота которой должна была перестраиваться в очень широких пределах (от 330 кГц до 9.3 МГцThe acceleration of charged particles to very high energies, M.L. Oliphant et al., Proc. Phys. Soc. 59, 1947, p.666.The radio-frequency system of the Birmingham proton synchrotron, L.U. Hibbard, J. Sci. Instrum., 31, 1954, p.363.) в процессе ускорения пучка.
Энергии выпущенного пучка было недостаточно для рождения странных частиц, а малая интенсивность пучка не позволяла создавать полезные для физики элементарных частиц вторичные пучки пионов. Немногочисленные физические эксперименты, проведённые на Бирмингемском синхротроне, были связаны с протон-протонными рассеяниями, однако никаких выдающихся экспериментов на нём сделано не было. В 1967 году синхротрон был окончательно остановлен.
См. также Синхротрон Синхрофазотрон Космотрон Беватрон Синхрофазотрон ОИЯИ
Примечания
Литература The acceleration of charged particles to very high energies, M.L. Oliphant et al., Proc. Phys. Soc. 59, 1947, p.666. Proton Synchrotron of the University of Birmingham, Nature 172, (17 October 1953), p.704-706. Experimental characteristics of the proton pynchrotron, P.B.Moon et al., proc. Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, 1955.
Категория:Ускорители частиц