Мезонная фабрика. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Мезонная фабрика - ускоритель, предназначенный для получения пучков p-мезонов и мюоиов

, высокой интенсивности в широком диапазоне энергий. Поскольку сечения рождения частиц малы (~1 мб), то для получения необходимых плотностей потоков л; и m требуются протонные пучки со ср. значениями токов от десятков MКА до 1 мА.

В настоящее время (1990-е гг.) в M. ф. используются протонные ускорители трёх типов: резонансные линейные ускорители, изохронные циклотроны, фазотроны с большой частотой повторения циклов. На M. ф. наряду с фун-дам. исследованиями проводится также большой спектр прикладных исследований в области физики твёрдего тела, химии, медицины, биологии и др., имеющих важное народнохозяйств. значение. Характеристики наиб, крупных M. ф. приведены в табл. 1.

В самой сильноточной из действующих Лос-Аламос-ской M. ф. генерируются потоки пионов низких (0 - 300 МэВ) энергий с интенсивностями 3*10 ⁹

или

и потоки пионов высоких (100-600 МэВ) энергий

или.

В изохронном циклотроне TRIUMF ускоряются ионы Н^-, к-рые перезаряжаются на выходной мишени в протоны.

В сер. 1980-х гг. в ряде центров по ядерной физике начались работы по проектированию т. н. каонных фабрик (К. ф.), представляющих собой ускорит, комплексы для получения высокоинтенсивных протонных пучков (ср. ток 100-150 мкА) с энергией порядка 30-60 Гэв, к-рые при взаимодействии с мишенями могут рождать потоки вторичных частиц: као-нов, антипротонов, гиперонов, нейтрино и др. Благодаря высокой интенсивности вторичных пучков возникают широкие возможности исследования редких распадов, получения экзотич. ядер и т. п. В нек-рых случаях К. ф. называют адронным и фабриками (Hadron Facility).

Получение в К. ф. интенсивностей, превышающих более чем на порядок ср. интенсивность пучков действующих синхротронов протонных, предполагается достигнуть за счёт высокой частоты повторения ускоряющих циклов и применения сильноточных инжекторных комплексов повыш. энергии. Поэтому К. ф. строится по каскадной схеме: инжектор (выходная энергия 500-· 800 МэВ), быстроциклирующий протонный синхротрон - бустер (выходная энергия 2-7,5 ГэВ), осн. протонный синхротрон. В нек-рых проектах К. ф. для удобства физ. экспериментов предусматриваются также накопительные кольца (см. Накопители), напр, накопит, кольцо (Stretcher) для медленного вывода пучка на мишень.

Действующих К. ф. ещё нет, и разрабатываемые проекты, как правило, привязываются к существующим M. ф. При этом ускорители M. ф. используются как инжекторы в бустер: часть пучковых импульсов поступает в бустер, остальная часть -на физ. эксперимент. Характеристики проектов К. ф., создаваемых на базе M. ф., приведены в табл. 2.

Рассматриваются и др. варианты построения К. ф. Напр., в Японии обсуждается проект адронной фабрики (Japanese Hadron Facility), к-рая должна работать совместно с действующим ускорит, комплексом KEK (протоны, 12 ГэВ) - TRISTAN (встречные пучки

, 25 ГэВ). Вновь разрабатываемый комплекс адронной фабрики включает линейный ускоритель протонов

с энергией 1 ГэВ при ср. интенсивности пучка 200 мкА, линейный ускоритель тяжёлых ионов с энергией 8 МэВ/нуклон и быстроциклирующии синхротрон - бустер с накопит, кольцом типа Stretcher с энергией до 3 ГэВ. В бустере предполагается ускорять как протоны, так и тяжёлые ионы. Пучок протонов (3 ГэВ, 200 мкА) будет доускоряться в протонном синхротроне KE К до энергии 30 ГэВ. На этой адронной фабрике планируются эксперименты по четырём программам: каонная - эксперименты по редким распадам као-нов и гиперядерные эксперименты на каонных пучках; нейтронная - физика кондснсиров. сред с помощью каскадных нейтронов; мезонная - ядерная физика с мюонами энергии в неск. ГэВ и изучение свойств копденсиров. сред с помощью мюонов (mSR-метод); экзотические ядра - изучение свойств экзотич. ядер и ускорение этих ядер.

Литература по мезонным фабрикам

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.