ISR (англ. Intersecting Storage Rings) — первый в мире адронный коллайдер, работавший в международном научном центре ЦЕРН в 1971—1984 годах. Строительство машины началось в 1966 году, в 1971 году в оба кольца были захвачены пучки, на начальном этапе с импульсом 15 ГэВ/c.
Максимальная энергия протонов в ISR составила 31.5 ГэВ. В основном ISR работал в режиме протон-протонных столкновений, светимость коллайдера росла, достигнув в 1973 году проектного значения 4×1030см−2с−1, и значительно превысив его к закрытию машины в 1984 году, составив 1,4×1032см−2с−1[1][2]. Этот рекорд светимости адронных коллайдеров был превзойдён лишь в 2004 году на Тэватроне. Кроме того в ISR проводились эксперименты с ускорением пучков дейтронов, также коллайдер работал в режиме протон-антипротонных столкновений, со светимостью 2,5×1028см−2с−1[3].
Основные параметры синхротрона[4] |
Энергия электронов, E |
28 ГэВ |
Периметр, П |
942.66 м |
Число пересечений |
8 |
Угол пересечения |
14.7885° |
Поле поворотных магнитов, H0 |
12 кГс |
Сечение вакуумной камеры |
160×52 мм² |
Общий вес магнитной системы |
5500 т |
Частота ВЧ, f0 |
3.53 МГц |
Кратность ВЧ, q |
30 |
Число ВЧ-резонаторов |
6 |
Бетатронные частоты, νx, νy |
8.9, 8.9 |
Программа по физике элементарных частиц на ISR не увенчалась значительными открытиями, хотя на коллайдере работал ряд детекторов (R105, R108, SFM, AFS), и отрабатывалось использование различных отдельных систем детектирования[5]. В 1974 году на ISR наблюдали J/ψ-мезон, открытый несколькими месяцами раньше в лабораториях SLAC и BNL, а в 1977 году наблюдался и ϒ-мезон, также открытый чуть ранее в Фермилабе.
Основные достижения ISR связаны с получением высокого вакуума (3×10−12 Торр), с использованием систем обратной связи для подавления коллективных неустойчивостей, и, конечно, с разработкой и применением стохастического охлаждения. Метод стохастического охлаждения предложил Симон Ван дер Меер, впервые он был успешно применён на ISR, а позже на работавшем в режиме протон-антипротонных столкновений коллайдере SppS, что позволило получить достаточную интенсивность пучков и, в свою очередь, открыть W- и Z-бозоны. За изобретение стохастического охлаждения Ван дер Меер разделил Нобелевскую премию с Карло Руббиа в 1984 году.
Примечания
- Operating Results from ISR, W. Schnell, Proc. PAC'1973, p.747.
- The ISR in the time of Jentschke, Kjell Johnsen, CERN Courier, Jun 2003.
- Antiprotons in the ISR, P.J. Bryant, Proc. PAC'1983, p.2047.
- Experiences During the Early Running-in Phase of the ISR, K.Johnsen, Proc. PAC'1971, p.199.
- Evolution and revolution: detectors at the ISR, CERN Courier, Jan 2011.