Zespół PS: iniektor dla dużych akceleratorów

Synchrotron protonowy PS (Proton Synchrotron) jest najstarszym i najbardziej wszechstronnym akceleratorem w CERN-ie. Budowa akceleratora PS została zatwierdzona w 1959 roku i działa on po dziś dzień. Ze średnicą 200 metrów i energią końcową 28 GeV był on w swoim czasie największym tego typu urządzeniem na świecie.

Akcelerator PS został mocno zmodyfikowany i przystosowany do pracy ze stale powiększającym się zespołem akceleratorów w CERN-ie. Dziś PS może przyspieszać wszystkie stabilne i naładowane elektrycznie cząstki (elektrony, protony), ich antycząstki (pozytony, antyprotony) i wiele rodzajów ciężkich jonów (tlen, siarkę, a nawet ołów).

Źródłami tych cząstek są jony: protony są uzyskiwane z gazowego wodoru przy użyciu duoplazmatronu, elektrony są uzyskiwane z powłok metali w działkach elektronowych, a atomy ołowiu są obdzierane z elektronów przy użyciu rezonansu elektronowo-cyklotronowego (ECR).

Pierwszy stopień przyspieszania cząstek następuje w akceleratorze liniowym i każdy typ cząstek przyspieszany jest we "własnym" liniaku. Dzieje się tak dlatego, że cząstki, które chcemy przyspieszać, mają bardzo różne masy, np. jon ołowiu jest około 200 razy cięższy niż proton, a prawie 400000 razy niż elektron. Końcowe energie wynoszą 500 MeV dla elektronów, 50 MeV dla protonów i 4,2 MeV/nukleon dla jonów ołowiu (Pb).

Wiązki protonowa i ciężkich jonów przechodzą następnie przez synchrotron, podnoszący ich energie przed wstrzyknięciem do akceleratora PS. Elektrony są najpierw magazynowane, a następnie przyspieszane w pierścieniu akumulującym EPA (Electron-Positron Accumulator). Pozytony (antyelektrony) są produkowane w zderzeniach wiązki elektronów z tarczą z metali ciężkich, a następnie także magazynowane i przyspieszane w EPA.

Zespol PS

Następnie wszystkie wiązki przechodzą przez akcelerator PS (każda oddzielnie). Cykl przyspieszania trwa 2,4 sekundy, a system kontrolny akceleratora PS pozwala na przyspieszanie innej wiązki w każdym cyklu. Z akceleratora PS wiązki są przekazywane do większych akceleratorów kołowych (SPS-u, LEP-u czy w przyszłości LHC). Wiązki protonowe z akceleratora PS są także kierowane do eksperymentów takich jak ISOLDE czy East Hall lub używane do produkcji antyprotonów w decelatorze antyprotonowym..