Lista de aceleradores em física de partículas - List of accelerators in particle physics

Uma lista de aceleradores de partículas usados ​​para experimentos de física de partículas . Alguns dos primeiros aceleradores de partículas que faziam física nuclear de maneira mais adequada , mas que existiam antes da separação da física de partículas desse campo, também estão incluídos. Embora um complexo de acelerador moderno geralmente tenha vários estágios de aceleradores, apenas os aceleradores cuja saída foi usada diretamente para experimentos são listados.

Aceleradores iniciais

Todos eles usavam feixes únicos com alvos fixos. Eles tendiam a ter experiências rápidas, baratas e sem nome.

Ciclotrons

Artigo principal: Ciclotron
Acelerador Localização Anos de
operação 		Forma Partícula Acelerada
Energia cinética		 Notas e descobertas feitas
Cíclotron de 9 polegadas Universidade da California, Berkeley 1931 Circular H+
2 		1,0 MeV Prova de conceito
Cíclotron de 11 polegadas Universidade da California, Berkeley 1932 Circular Próton 1,2 MeV
Cíclotron de 27 polegadas Universidade da California, Berkeley 1932-1936 Circular Deuteron 4,8 MeV Interações deuteron-núcleo investigadas
Cíclotron de 37 polegadas Universidade da California, Berkeley 1937-1938 Circular Deuteron 8 MeV Descobriu muitos isótopos
Cíclotron de 60 polegadas Universidade da California, Berkeley 1939-1962 [1] Circular Deuteron 16 MeV Descobriu muitos isótopos.
Cíclotron de 88 polegadas Berkeley Rad Lab, agora Lawrence Berkeley National Laboratory 1961-presente Circular (isócrono) Hidrogênio através do urânio MeV para vários GeV Descobriu muitos isótopos. Verificou duas descobertas de elementos. Realizou o primeiro teste de radiação de efeitos de evento único do mundo em 1979 e testou peças e materiais para a maioria das espaçonaves dos Estados Unidos desde então.
Ciclotron de 184 polegadas Berkeley Rad Lab 1942-1993 Circular Vários MeV para GeV Pesquisa sobre separação de isótopos de urânio
Calutrons Planta Y-12 , Oak Ridge, TN 1943- "Ferradura" Núcleos de urânio Usado para separar o isótopo Uranium 235 para o projeto Manhattan . Após o fim da Segunda Guerra Mundial, usado para separação de isótopos médicos e outros.
Cíclotron de 95 polegadas Harvard Cyclotron Laboratory 1949-2002 Circular Próton 160 MeV Usado para física nuclear 1949 - ~ 1961, desenvolvimento da terapia clínica de prótons até 2002
JULIC Forschungszentrum Juelich, Alemanha 1967-presente Circular Próton, Deuteron 75 MeV Agora usado como um pré-acelerador para fins de irradiação e COSY

[1] Os pólos magnéticos e a culatra de retorno do ciclotron de 60 polegadas foram posteriormente movidos para UC Davis e incorporados em um ciclotron isócrono de 76 polegadas que ainda está em uso hoje

Outros tipos de aceleradores iniciais

Acelerador Localização Anos de
operação 		Forma
e tamanho
Partícula acelerada
Energia cinética		 Notas e descobertas feitas
Acelerador de partícula linear Universidade de Aachen , Alemanha 1928 Linear Beamline Íon 50 keV Prova de conceito
Acelerador eletrostático de Cockcroft e Walton
 Laboratório Cavendish 1932 Veja gerador de Cockroft-
Walton 		Próton 0,7 MeV Primeiro a dividir artificialmente o núcleo ( Lítio )
Betatrão Siemens-Schuckertwerke , Alemanha 1935 Circular Elétron 1,8 MeV Prova de conceito

Sincrotrons

Artigo principal: Síncrotron
Acelerador Localização Anos de
operação 		Forma e tamanho
Partícula acelerada		 Energia cinética Notas e descobertas feitas Link INSPIRE
Cosmotron BNL 1953-1968 Anel circular
(72 metros ao redor) 		Próton 3,3 GeV Descoberta de partículas V , primeira produção artificial de alguns mésons INSPIRAR
Birmingham Synchrotron Universidade de Birmingham 1953-1967 Próton 1 GeV
Bevatron Berkeley Rad Lab 1954- ~ 1970 "Pista de corrida" Próton 6,2 GeV Experimentos com partículas estranhas , descobertos antiprótons e antinêutrons , descobertas ressonâncias INSPIRAR
Bevalac , combinação de acelerador linear SuperHILAC , um tubo de desvio e, em seguida, o Bevatron Berkeley Rad Lab ~ 1970-1993 Acelerador linear seguido de "pista de corrida" Todo e qualquer núcleo suficientemente estável pode ser acelerado Observação de matéria nuclear comprimida. Depositando íons em tumores na pesquisa do câncer. INSPIRAR
Saturno Saclay , França 3 GeV INSPIRAR
Sincrofasotron Dubna , Rússia Dezembro de 1957 a 2003 10 GeV INSPIRAR
Zero Gradient Synchrotron ANL 1963-1979 12,5 GeV INSPIRAR
U-70 Proton Synchrotron IHEP , Rússia 1967-presente Anel circular
(perímetro em torno de 1,5 km) 		Próton 70 GeV INSPIRAR
Síncrotron de prótons CERN 1959-presente Anel circular
(628 metros ao redor) 		Próton 26 GeV Usado para alimentar ISR (até 1984), SPS , LHC , AD INSPIRAR
Intensificador de Síncrotron de Prótons CERN 1972-presente Síncrotron Circular Prótons 1,4 GeV Usado para alimentar PS , ISOLDE INSPIRAR
Super Proton Synchrotron CERN 1976-presente Síncrotron Circular Prótons e íons 450 GeV COMPASS , OPERA e ICARUS no Laboratori Nazionali del Gran Sasso INSPIRAR
Síncrotron Gradiente Alternado BNL 1960-presente Anel circular
(808 metros ao redor) 		Próton (não polarizado e polarizado), deutério, hélio-3, cobre, ouro, urânio 33 GeV J / ψ , neutrino de múon , violação de CP em kaons , injeta íons pesados ​​e prótons polarizados em RHIC INSPIRAR
Síncrotron de prótons (KEK) KEK 1976–2007 Anel circular Próton 12 GeV
ACONCHEGANTE Juelich, Alemanha 1993 - presente Anel circular (183,47 m) Prótons, Deuterons 2,88 GeV O legado do programa experimental de física hadrônica em COZY INSPIRAR
ALBA Cerdanyola del Vallès, Catalunya 2011 – presente Anel circular (270 m) Elétrons 3 GeV


Sírius

Estado de São Paulo, Brasil Presente de 2018 Anel circular (518,4 m) Elétrons, Au, Sn, TiO2 3 GeV

Aceleradores de alvo fixo

Aceleradores mais modernos que também eram executados no modo de destino fixo; frequentemente, eles também terão sido executados como aceleradores , ou partículas aceleradas para uso em aceleradores construídos posteriormente.

Aceleradores de hádrons de alta intensidade (fontes de mésons e nêutrons)

Acelerador Localização Anos de
operação 		Forma e tamanho Partícula Acelerada Energia cinética Notas e descobertas feitas Link INSPIRE
Acelerador de prótons de alta corrente Los Alamos Neutron Science Center (originalmente Los Alamos Meson Physics Facility) Laboratório Nacional de Los Alamos 1972-presente Linear (800 m)
e
Circular (30 m) 		Prótons 800 MeV Pesquisa de materiais de nêutrons, radiografia de prótons, pesquisa de nêutrons de alta energia, nêutrons ultra frios INSPIRAR
PSI, acelerador de prótons de alta intensidade HIPA 590 MeV PSI , Villigen, Suíça 1974-presente 0,8 MeV CW, 72 MeV Injetor 2,

Anelciclotron 590 MeV

Prótons 590 MeV, 2,4 mA, = 1,4 MW Mais alta potência de feixe, usada para produção de mésons e nêutrons com aplicações em ciência de materiais INSPIRAR
Ciclotron TRIUMF TRIUMF , Vancouver BC 1974-presente Circular Íon H 500 MeV O maior ciclotron do mundo, com 17,9 m INSPIRAR
Fonte de nêutrons ISIS Laboratório Rutherford Appleton , Harwell Science and Innovation Campus ,

Oxfordshire , Reino Unido

1984 - presente H- Linac seguido por próton RCS Prótons 800 MeV INSPIRAR
Fonte de nêutrons de espalhamento Laboratório Nacional de Oak Ridge 2006 – presente Linear (335 m)
e
Circular (248 m) 		Prótons 800 MeV -
1 GeV 		Produz os feixes de nêutrons pulsados ​​mais intensos do mundo para pesquisa científica e desenvolvimento industrial. INSPIRAR
J-PARC RCS Tōkai, Ibaraki 2007 – presente Triangular, circunferência de 348m Prótons 3 GeV Usado para ciências materiais e biológicas e entrada para o anel principal J-PARC INSPIRAR

Aceleradores de elétron e hadron de baixa intensidade

Acelerador Localização Anos de
operação 		Forma
e tamanho
Partícula acelerada
Energia cinética		 Experimentos Notas Link INSPIRE
Acumulador Antiproton CERN 1980-1996 Estudo de design INSPIRAR
Coletor antiprótono CERN 1986-1996 Antiprótons Estudo de design INSPIRAR
Antiproton Decelerator CERN 2000 – presente Anel de armazenamento Prótons e antiprótons 26 GeV ATENA , ATRAP , ASACUSA , ACE , ALPHA , AEGIS Estudo de design INSPIRAR
Anel antipróton de baixa energia CERN 1982-1996 Antiprótons PS210 Estudo de design INSPIRAR
Cambridge Electron Accelerator Harvard University e MIT , Cambridge , MA 1962-1974 Síncrotron de 236 pés de diâmetro Elétrons 6 GeV
SLAC Linac SLAC National Accelerator Laboratory 1966-presente Acelerador linear de 3 km
 		Elétron /
Positron 		50 GeV Atualizado repetidamente, usado para alimentar PEP, SPEAR , SLC e PEP-II. Agora dividido em seções de 1 km alimentando LCLS, FACET e LCLS-II. INSPIRAR
Fermilab Booster Fermilab 1970 – presente Síncrotron Circular Prótons 8 GeV MiniBooNE INSPIRAR
Fermilab Injetor Principal Fermilab 1995 – presente Síncrotron Circular Prótons e antiprótons 150 GeV MINOS , MINERνA , NOνA INSPIRAR
Anel Principal Fermilab Fermilab 1970-1995 Síncrotron Circular Prótons e antiprótons 400 GeV (até 1979), 150 GeV depois
Síncroton Eletrônico de Frascati Laboratori Nazionali di Frascati 1959–? (desativado) Síncrotron circular de 9m Elétron 1,1 GeV
Acelerador Linear de Bates Middleton, MA 1967–2005 Linac recirculante de 500 MeV e anel de armazenamento Elétrons polarizados 1 GeV INSPIRAR
Instalação de acelerador de feixe de elétrons contínuo (CEBAF) Thomas Jefferson National Accelerator Facility , Newport News, VA 1995 – presente 6 GeV recirculando linac (recentemente atualizado para 12 GeV) Elétrons polarizados 6-12 GeV DVCS, PrimEx II, Qweak, GlueX Primeira implantação em larga escala de tecnologia RF supercondutora . INSPIRAR
ELSA Physikalisches Institut der Universität Bonn, Alemanha 1987 – presente Síncrotron e maca (Polarizados) elétrons 3,5 GeV Barril de Cristal INSPIRAR
MAMI Mainz, Alemanha 1975 – Presente Microtron de pista de corrida multinível Elétrons polarizados Acelerador de 1,5 GeV A1 - Espalhamento de elétrons , A2 - Fótons reais , A4 - Violação de paridade , X1 - Radiação de raios-X INSPIRAR
Tevatron Fermilab 1983-2011 Síncrotron circular supercondutor Prótons 980 GeV INSPIRAR
Acelerador Linear Universal ( UNILAC ) GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research , Darmstadt, Alemanha 1974-presente Linear (120 m) Íons de todos os elementos que ocorrem naturalmente 2-11,4 MeV / u INSPIRAR
Schwerionensynchrotron ( SIS18 ) GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research , Darmstadt, Alemanha 1990 – Presente Síncrotron com circunferência de 271 m Íons de todos os elementos que ocorrem naturalmente U: 50-1000 MeV / u
Ne: 50-2000 MeV / u
p: 4,5 GeV 		INSPIRAR
Anel de Armazenamento Experimental ( ESR ) GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research , Darmstadt, Alemanha 1990 – Presente Íons de todos os elementos que ocorrem naturalmente 0,005 - 0,5 GeV / u
Anel Principal J-PARC Tōkai, Ibaraki 2009 – Presente Triangular, 500m de diâmetro Prótons 30 GeV J-PARC Hadron Experimental Facility, T2K Também pode fornecer 8 feixes GeV INSPIRAR
Fonte de nêutrons de baixa energia (LENS) Universidade de Indiana , Bloomington, Indiana (EUA) 2004 – presente Linear Prótons 13 MeV SANS , SESAME , MIS Site da LENS
Acelerador de teste Cornell BNL ERL (CBETA)
 Cornell University, Ithaca / NY (EUA) 2019 - presente Linac de recuperação de energia com cavidades SRF, 4 voltas e todos os feixes em uma rede de gradiente alternado de campo fixo de ímãs permanentes Elétrons 150 MeV Uma instalação de protótipo para coletores de íons de elétrons INSPIRAR

Colisores

Colisor elétron-pósitron

Acelerador Localização Anos de
operação 		Forma
e circunferência
Energia eletronica
Energia de pósitron		 Experimentos Descobertas Notáveis Link INSPIRE
AdA LNF , Frascati, Itália; Orsay, França 1961-1964 Circular, 3 metros 250 MeV 250 MeV Efeito Touschek (1963); primeiras e + e - interações registradas (1964) INSPIRAR
Princeton-Stanford (e - e - ) Stanford, Califórnia 1962-1967 Dois anéis, 12 m 300 MeV 300 MeV e - e - interações
VEP-1 (e - e - ) INP , Novosibirsk, União Soviética 1964-1968 Dois anéis, 2,70 m 130 MeV 130 MeV e - e - espalhamento; Efeitos radiativos QED confirmados INSPIRAR
VEPP-2 INP , Novosibirsk , União Soviética 1965-1974 Circular, 11,5 m 700 MeV 700 MeV OLYA, CMD produção multihadron (1966), e + e - → φ (1966), e + e - → γγ (1971) INSPIRAR
ACO LAL , Orsay, França 1965-1975 Circular, 22 m 550 MeV 550 MeV ρ 0 , K + K - , φ 3C , μ + μ - , M2N e DM1 Estudos de mesões de vetores; então ACO foi usado como fonte de luz síncrotron até 1988 INSPIRAR
LANÇA SLAC 1972-1990 (?) Circular 3 GeV 3 GeV Mark I , Mark II , Mark III Descoberta de estados de Charmonium INSPIRAR
VEPP-2M BINP , Novosibirsk 1974-2000 Circular, 17,88 m 700 MeV 700 MeV ND , SND , CMD-2 e + e - seções transversais, decaimentos radiativos de mésons ρ, ω e φ INSPIRAR
DORIS DESY 1974-1993 Circular, 300m 5 GeV 5 GeV ARGUS , Crystal Ball , DASP, PLUTO Oscilação em mesons B neutros INSPIRAR
PETRA DESY 1978-1986 Circular, 2 km 20 GeV 20 GeV JADE , MARK-J, CELLO , PLUTO , TASSO Descoberta do glúon em três eventos de jato INSPIRAR
CESR Cornell University 1979–2002 Circular, 768m 6 GeV 6 GeV CUSB , CHESS , CLEO , CLEO-2 , CLEO-2.5 , CLEO-3 Primeira observação de decadência de B, decaimentos de B sem charme e "pinguim radiativo" INSPIRAR
PEP SLAC 1980-1990 (?) Mark II INSPIRAR
SLC SLAC 1988-1998 (?) Adição ao
SLAC Linac 		45 GeV 45 GeV SLD , Mark II Primeiro colisor linear INSPIRAR
LEP CERN 1989-2000 Circular, 27 km 104 GeV 104 GeV Aleph , Delphi , Opal , L3 Existem apenas 3 neutrinos leves (m ≤ m Z / 2) de interação fraca , implicando apenas três gerações de quarks e léptons INSPIRAR
BEPC Pequim, China 1989-2004 Circular, 240m 2,2 GeV 2,2 GeV Espectrômetro de Pequim (I e II) INSPIRAR
VEPP-4M BINP , Novosibirsk 1994- Circular, 366m 6,0 GeV 6,0 GeV KEDR Medição precisa das massas do méson psi, física de dois fótons
PEP-II SLAC 1998–2008 Circular, 2,2 km 9 GeV 3,1 GeV BaBar Descoberta de violação de CP no sistema de meson B INSPIRAR
KEKB KEK 1999–2009 Circular, 3 km 8,0 GeV 3,5 GeV Belle Descoberta de violação de CP no sistema de meson B
DAΦNE LNF , Frascati , Itália Presente de 1999 Circular, 98m 0,7 GeV 0,7 GeV KLOE Colisões na cintura do caranguejo (2007) INSPIRAR
CESR-c Cornell University 2002-2008 Circular, 768m 6 GeV 6 GeV XADREZ , CLEO-c INSPIRAR
VEPP-2000 BINP , Novosibirsk 2006- Circular, 24,4m 1.0 GeV 1.0 GeV SND , CMD-3 Vigas redondas (2007)
BEPC II Pequim, China 2008- Circular, 240m 1,89 GeV 1,89 GeV Espectrômetro III de Pequim
VEPP-5 BINP , Novosibirsk 2015-
ADONE LNF , Frascati , Itália 1969-1993 Circular, 105m 1,5 GeV 1,5 GeV
TRISTAN KEK 1987-1995 Circular, 3016m 30 GeV 30 GeV
SuperKEKB KEK 2016- Circular, 3 km 7,0 GeV 4.0 GeV Belle II

Hadron colliders

Acelerador Localização Anos de
operação 		Forma
e tamanho 		Partículas
colidiram
Energia do feixe		 Experimentos INSPIRAR
Interseção
Anéis de armazenamento 		CERN 1971-1984 Anéis circulares
(948 m ao redor) 		Próton /
Próton 		31,5 GeV INSPIRAR

Síncrotron Super Proton / Sp p S 		CERN 1981–1984 Anel circular
(6,9 km ao redor) 		Próton /
Antipróton 		270-315 GeV UA1 , UA2 INSPIRAR
Tevatron
Run I 		Fermilab 1992–1995 Anel circular
(6,3 km ao redor) 		Próton /
Antipróton 		900 GeV CDF , D0 INSPIRAR
Tevatron
Run II 		Fermilab 2001–2011 Anel circular
(6,3 km ao redor) 		Próton /
Antipróton 		980 GeV CDF , D0 INSPIRAR

Modo de próton polarizado do Colisor Relativístico de Íons Pesados ​​(RHIC)		 Laboratório Nacional de Brookhaven , Nova York 2001 – presente Anéis hexagonais
(circunferência de 3,8 km) 		Proton /
Proton Polarizado		 100-255 GeV PHENIX , STAR INSPIRAR

Modo de íons Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC)		 Laboratório Nacional de Brookhaven , Nova York 2000 – presente Anéis hexagonais
(circunferência de 3,8 km) 		d-197
Au
79+ ;

63
Cu
29+ -63
Cu
29+ ;
63
Cu
29+ -197
Au
79+ ;
197
Au
79+ -197
Au
79+ ;
238
você
92+ -238
você
92+

3,85-100 GeV
por nucleon 		STAR, PHENIX, BRAHMS, PHOBOS INSPIRAR

Modo de próton do Large Hadron Collider (LHC)		 CERN 2008 – presente Anéis circulares
(circunferência de 27 km) 		Próton /
Próton 		6,5 TeV
(design: 7 TeV) 		ALICE , ATLAS , CMS , LHCb , LHCf , TOTEM INSPIRAR

Modo de íons Large Hadron Collider (LHC)		 CERN 2010 – presente Anéis circulares
(circunferência de 27 km) 		208
Pb
82+ -208
Pb
82+ ;

Próton-208
Pb
82+

2,76 TeV
por núcleo 		ALICE , ATLAS , CMS , LHCb INSPIRAR

Colisor elétron-próton

Acelerador Localização Anos de
operação 		Forma
e tamanho
Energia eletronica
Energia de próton		 Experimentos Link INSPIRE
HERA DESY 1992-2007 Anel circular
(6336 metros ao redor) 		27,5 GeV 920 GeV H1 , ZEUS , experimento HERMES , HERA-B INSPIRAR

Fontes de luz

Artigo principal: Lista de instalações de radiação síncrotron

Aceleradores hipotéticos

Além dos aceleradores reais listados acima, existem aceleradores hipotéticos frequentemente usados ​​como exemplos hipotéticos ou projetos otimistas por físicos de partículas.

  • Eloisatron ( Eurasiatic Long Intersecting Storage Accelerator) foi um projeto do INFN liderado por Antonio Zichichi na Fundação Ettore Majorana e Centro de Cultura Científica em Erice , Sicília . O centro de massa de energia foi planejado para ser de 200 TeV, e o tamanho foi planejado para abranger partes da Europa e Ásia .
  • Fermitron era um acelerador desenhado por Enrico Fermi em um bloco de notas na década de 1940, propondo um acelerador em órbita estável ao redor da Terra.
  • O colisor de radiação ondulatória é um projeto para um acelerador com uma energia de centro de massa em torno da escala GUT . Teria semanas-luz de diâmetro e exigiria a construção de um enxame de Dyson ao redor do sol .
  • O Planckatron é um acelerador com uma energia do centro de massa da ordem da escala de Planck . Estima-se que o raio do Planckatron teria que ser aproximadamente o raio da Via Láctea. Exigiria tanta energia para funcionar que só poderia ser construído por pelo menos uma civilização Kardashev Tipo II .
  • Indiscutivelmente também nesta categoria cai o Zevatron , uma fonte hipotética para raios cósmicos de ultra-alta energia observados.

Veja também

Referências

links externos