Pré-injecteur LEP – Wikipedia wiki

Le Pré-injecteur LEP (LPI) était la source initiale qui a fourni des électrons et des positrons au complexe accélérateur du CERN pour le grand collision électronique-pososétron (LEP) de 1989 à 2000.

LPI comprenait le Injecteur LINA LINA (Lil) et le Accumulateur de positron électronique (EPA) .

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  Lil-w avec convertisseur d’électrons-positron

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  Accumulateur de positron électronique

Histoire [ modifier ]]

Bâtiment de l’ancien injecteur LEP Linac (Lil) au CERN, abritant ensuite l’installation de test CLIC. Le panneau vert vert est toujours visible sur le côté gauche du bâtiment 2001.

Après que l’inauguration du collision LEP ait eu lieu en septembre 1983, la conception de son programme d’injection, le pré-injecteur LEP (LPI), a été finalisée en 1984.
La construction a été planifiée et mise en œuvre en étroite collaboration avec Laboratoire de l’accélérateur linéaire (Lal) à Orsay, France. Puisqu’il n’y avait pas eu d’accélérateurs d’électrons / positron au CERN auparavant, Lal était une précieuse source d’expertise et d’expérience à cet égard. ^[d’abord]

Le premier faisceau d’électrons avec une énergie de 80 kev a été produit le 23 mai 1985. ^[2] Lil a injecté des électrons avec une énergie de 500 MeV dans l’EPA à partir de juillet 1986, et peu de temps après, l’EPA a atteint son intensité de conception. La même chose a été réalisée pour Positrons en avril 1987, ^[d’abord] Le complexe LPI a donc été pleinement opérationnel en 1987. ^[3] Pendant les deux années suivantes, le système d’accélération a été en outre commandé, enfilant les faisceaux électron et positron à travers Lil, EPA, le Synchrotron Proton (PS), le Synchrotron Super Proton (SPS), jusqu’à ce qu’il soit finalement atteint de LEP. La première injection dans la bague de LEP a été réalisée le 14 juillet 1989, un jour plus tôt que prévu. Les premières collisions ont été effectuées le 13 août et la première physique, permettant aux expériences de LEP de prendre des données, a eu lieu le 20 septembre. ^[4]

LPI servait de source d’électrons et de positrons pour LEP de 1989 au 7 novembre 2000, lorsque les dernières poutres ont été livrées à LEP. Néanmoins, la source a continué de fonctionner pour d’autres expériences jusqu’en avril 2001 (voir la section ci-dessous). ^[5] Après cela, les travaux ont commencé à convertir l’installation de LPI à utiliser pour l’installation de test CLIC 3 (CTF3), qui a mené des recherches et développement préliminaires pour le futur collisionneur linéaire compact (CLIC). La conversion s’est produite par étapes, avec la première étape (soi-disant phase préliminaire) commençant la mise en service de l’accélérateur en septembre 2001. ^[6] Fin 2016, CTF3 a arrêté son fonctionnement. À partir de 2017, il a été transformé en Accélérateur d’électrons linéaires Cern pour la recherche (CLAIR). ^[7]

Opération [ modifier ]]

LPI comprenait le Injecteur LINA LINA (Lil) , qui avait deux parties ( Lil V et Lil w ), aussi bien que Accumulateur de positron électronique (EPA) .

LIL était composé de deux accélérateurs linéaires en tandem, ayant une longueur totale d’environ 100 mètres. Tout d’abord, au point de départ de Lil V, des électrons avec une énergie de 80 kev ont été créés par un pistolet thermionique. ^[8] Lil V a ensuite accéléré les électrons à des courants élevés à une énergie d’environ 200 MEV. Ceux-ci ont été accélérés plus loin ou utilisés pour créer des positrons, leurs antiparticules. Au début de Lil W, qui a suivi directement derrière Lil V, les électrons ont été abattus sur une cible en tungstène, où les positrons ont été produits. Dans Lil W, les électrons et les positrons pourraient ensuite être accélérés à 500 MeV à des courants inférieurs à Lil V. Dans les rapports initiaux, Lil a été conçu pour atteindre des énergies de faisceau de 600 MeV. Cependant, au cours des premiers mois de fonctionnement, il est devenu clair qu’une énergie de sortie de 500 MEV a permis un fonctionnement plus fiable de la machine. ^[8]

Lil était composé de soi-disant S groupe linacs . Ces accélérateurs linéaires ont utilisé un Klystron pulsé de 35 MW qui a conduit des cavités micro-ondes à une fréquence de 3 GHz, ce qui a accéléré les électrons et les positrons. ^[8]

Après avoir traversé Lil, les particules ont été injectées dans l’EPA, les électrons tournant dans le sens horaire et les positrons dans le sens antihoraire. Là, les deux types de particules ont été accumulés pour atteindre des intensités de faisceau suffisantes et pour correspondre à la production de fréquence élevée de Lil (100 Hz) à la fréquence à laquelle le PS fonctionnait (environ 0,8 Hz). Après avoir passé l’EPA, les particules ont été livrées au PS et au SPS pour une accélération supplémentaire, avant d’atteindre leur destination finale, LEP. ^[9] L’EPA avait une circonférence de 125,7 m, ce qui correspondait à exactement un cinquième de la circonférence de Ps. ^[dix]

Autres expériences [ modifier ]]

LPI n’a pas simplement fourni des électrons et des positrons à LEP, mais a également nourri différentes expériences et installations de test situées directement dans l’infrastructure de LPI.

Le premier était le Electron unique d’hippodrome (HSE) expérience. La demande inhabituelle d’électrons uniques a été faite en mars 1988 par la collaboration L3. À la fin de 1988, la configuration était en cours d’exécution, permettant un étalonnage précis du détecteur L3, qui devait être installé à LEP peu de temps après. ^[11]

Les particules qui n’ont pas été déviées dans l’EPA lorsqu’ils proviennent de Lil ont été dirigées directement dans une “ligne de décharge”. Là, au milieu de l’anneau EPA, le LIL EXPÉRIMENTAL ZAIE (LEA) était réglé. Les électrons qui y sont utilisés ont été utilisés pour de nombreuses applications différentes tout au long du fonctionnement de Lil, testant et préparant les détecteurs de LHC de LIP et plus tard. Plus célèbre, les fibres optiques pour l’un des calorimètres du CMS ont été testées ici en 2001 pendant la période de préparation du LHC. ^[5]

De plus, les deux Installations d’éclairage synchrotron SLF 92 et SLF 42 utilisé le rayonnement synchrotron émis par les électrons qui tournaient EPA. Jusqu’au début de 2001, les effets du rayonnement synchrotron sur les chambres à vide de LHC ont été étudiés à SLF 92 avec l’expérience ColdEx. ^[douzième] SLF 42 a été utilisé pour la recherche sur les bandes de Getter, qui se préparaient à être utilisées dans les chambres à vide du LHC. ^[5]

Le succès final de LPI a été le Parrne Expérience: les électrons fournis par les rayons gamma générés par le LPI, qui ont été utilisés pour créer des atomes de krypton et de xénon radioactifs riches en neutrons. ^{[13] [5]}

Les références [ modifier ]]