Кіріспе

HERA (Hadron Elektron Ringanlage, ) - Гамбургтегі DESY бөлшектер үдеткіші. Ол 1992 жылдан 2007 жылдың 30 маусымына дейін жұмыс істеді. HERA-да электрондар немесе позитрондар 320 ГеВ орталық массалық энергиясында протондармен соқтығыстырылды. HERA негізінен протондардың құрылымын және кварктардың қасиеттерін зерттеу үшін пайдаланылды, бұл CERN бөлшектер физикасы зертханасындағы Ірі адрондық коллайдерде (LHC) бүгін жүргізіліп жатқан ғылымның көп бөлігіне негіз салды. HERA – әлемдегі жалғыз лептондар-протон коллайдері және кинематикалық диапазонның белгілі бір аймақтарында энергия шекарасында болды. Протондарды электрондармен немесе позитрондармен соқтығыстыру үшін HERA негізінен суперөткізгіш магниттерді қолданды, бұл да әлемдегі алғашқы жағдай еді. HERA-да протондардың құрылымын зерттеу бұрынғыдан 30 есе дәл болды. Ажыратымдылық протонның 1/1000 бөлігінен кіші құрылымдарды қамтыды, бұл кварктар мен глюондардан тұратын протондардың құрамын анықтауға мүмкіндік берді. HERA туннелі жер бетінен 10-25 метр тереңдікте орналасқан, айналысы 6,3 км, ішкі диаметрі 5,2 метр. Құрылыс кезінде метро туннельдерін салуда қолданылатын технология пайдаланылды. Түтіктің ішінде бірін-бірің үстіне орналасқан екі сақтау сақинасы болды. Біреуі электрондарды 27,5 ГеВ энергиясына дейін, екіншісі протондарды 920 ГеВ энергиясына дейін қарсы бағытта үдетті. Екі сәуле де жарық жылдамдығына жуық айналып, секундына шамамен 47000 айналым жасады. Сақинаның айналасында H1, ZEUS, HERMES және HERA B эксперименттері үшін пайдаланылған төрт өзара әрекеттесу аймағы орналасқан. Бұл эксперименттердің барлығы халықаралық зерттеушілер тобы жүргізген бөлшектерді анықтағыштар болды. Бұл топтар көп жылдық ынтымақтастық еңбектерінің нәтижесінде көп қабатты, күрделі өлшеу құрылғыларын жасап, құрастырып, іске қосты және зор көлемдегі деректерді бағалады.

HERA халықаралық жобасы

HERA құрылысы осындай ауқымды халықаралық қаржыландырылған алғашқы жобалардың бірі болды. Бұрын ғылыми құрылыстарды салуды әрқашан сол құрылыс орналасқан ел қаржыландыратын. Тәжірибелерге кеткен шығындарды ғана оларды жүргізетін ұлттық немесе шетелдік институттар төлейтін. Бірақ HERA жобасының зор көлеміне байланысты көптеген халықаралық мекемелер оның құрылысына қатысуға келісті. 45-тен астам институт және 320 корпорация ақшалай немесе материалдық көмек көрсету арқылы құрылысқа қатысты, ал шығындардың 20 пайызынан астамын шетелдік мекемелер төледі. HERA-ның мысалына орай, содан бері көптеген ірі ғылыми жобалар бірнеше елдің бірлескен қаржыландыруымен іске асырылуда. Бұл модель орнықты және халықаралық ынтымақтастық мұндай құрылыстарда кең таралған.

H1

H1 – HERA Солтүстік залында орналасқан электрондар мен протондардың соқтығысуын анықтауға арналған әмбебап детектор. Оның көлемі 12 м × 10 м × 15 м, салмағы 2800 тонна және ол 1992 жылдан 2007 жылға дейін пайдаланылды. Ол протоның ішкі құрылымын зерттеу, күшті өзара әрекеттесуді тану, сондай-ақ жаңа материя түрлерін және бөлшектер физикасындағы күтпеген құбылыстарды іздеу үшін жобаланды.

ЗЕУС

H1 сияқты, ZEUS та HERA-ның Оңтүстік залында орналасқан электрон-протон соқтығысуларын тіркеуге арналған детектор болды. Ол 12 м × 11 м × 20 м өлшемдес, 3600 тонна салмақты және 1992 жылдан 2007 жылға дейін пайдаланылды. Оның міндеттері H1-дің міндеттеріне ұқсас болды.

HERA-B

HERA B – HERA Hall West-те жүргізілген эксперимент, ол 1999 жылдан 2003 жылдың ақпанына дейін деректер жинады. HERA-ның протондық шоғын пайдаланып, HERA B ғалымдары ауыр кварктарды зерттеді. Детектордың көлемі 8 м × 20 м × 9 м және салмағы 1000 тоннаны құрады.

HERMES

HERA Hall East-тағы HERMES эксперименті 1995 жылдан 2007 жылға дейін жұмыс істеді. ХЕРА-ның бойлық бағытта поляризацияланған электронды сәулесі нуклондардың спиндік құрылымын зерттеу үшін қолданылды. Осы мақсатта электрондар 27,5 ГэВ энергиямен ішкі газды нысанаға шашыратылды. Бұл нысана және детектордың өзі спиндік поляризацияланған физиканы зерттеу үшін арнайы жобаланды. Детектордың көлемі 3,5 м × 8 м × 5 м және салмағы 400 тоннаны құрады.