Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Беватрон – Лоуренс Беркли ұлттық зертханасындағы бөлшектер үдеуіші. Бұл 1954 жылы жұмысын бастаған, АҚШ-тың Лоуренс Беркли ұлттық зертханасындағы әлсіз фокустаушы протон синхротроны болды. 1955 жылы антипротон осы жерде ашылды, нәтижесінде 1959 жылы Эмилио Сегре мен Оуэн Чемберлен физика саласындағы Нобель сыйлығын алды. Ол протондарды бекітілген нысанаға дейін үдетіп, миллиардтаған электрон-вольт энергиясын беру мүмкіндігі үшін осылай аталды ("миллиардтаған электрон-вольт синхротроны").
Particle accelerator at Lawrence Berkeley National Laboratory
The Bevatron was a particle accelerator — specifically, a weak focusing proton synchrotron — at Lawrence Berkeley National Laboratory, U. S., which began operating in 1954. The antiproton was discovered there in 1955, resulting in the 1959 Nobel Prize in physics for Emilio Segrè and Owen Chamberlain. It accelerated protons into a fixed target, and was named for its ability to impart energies of billions of eV ("billions of eV synchrotron").
Антипротондар
Беватрон жобаланған кезде, әр бөлшектің қарама-қарсы зарядты, қалған барлық қасиеттерімен бірдей антибөлшегі бар деген күдік болған, бірақ дәлелденбеген. Бұл қасиет зарядтық симметрия деп аталады. Антиэлектрон, немесе позитрон, алғаш рет 1930 жылдардың басында байқалды және шамамен сол кезде Дирак теңдеуінің салдары ретінде теориялық тұрғыдан түсіндірілді. Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін, бұлтты камераларда және ядролық фотоэмульсиялар жиынтығында байқалған ғарыштық сәулелердің әрекеттесулерінде оң және теріс мюондар мен пиондар анықталды. Беватрон антипротонды жасауға жеткілікті энергиямен құрылды, осылайша кез келген бөлшектің сәйкес антибөлшегі бар деген гипотезаны тексеруге мүмкіндік берді. 1955 жылы антипротон Беватрон арқылы табылды. Антинейтрон Брюс Корк, Глен Ламбертсон, Оресте Пикчони және Уильям Венцель тобы тарапынан 1956 жылы, сондай-ақ Беватронда жақын арада ашылды. 1955 жылы зарядтық симметрия болжамын растау нәтижесінде 1959 жылы физика саласындағы Нобель сыйлығы Эмилио Сегре мен Оуэн Чемберленге берілді. Сәуленің апертурасы мен энергиясы үшін 10 000 тонналық темір магнит және өте үлкен вакуумдық жүйе қажет болды. Магниттік өрісті әрбір үдету циклында арттыру үшін үлкен мотор-генератор жүйесі қолданылды. Әр циклдің соңында, сәуле пайдаланылғаннан немесе алынғаннан кейін, үлкен магниттік өріс энергиясы моторды айналдыру үшін қайтарылды, содан кейін ол келесі циклға қуат беру үшін генератор ретінде қолданылды, энергия сақталды; бүкіл процеске шамамен бес секунд уақыт кетті. Мотор-генератор жүйесінің ерекше көтеріліп-түсіп, сыңғырлаған дыбысы машина жұмыс істеген кезде кешеннің барлық бөлігінде естіледі. Антипротонды ашқаннан кейінгі жылдары, үдеткіштен алынған протон сәулелерін нысанаға бағыттап, бастауыш бөлшектердің екіншілік сәулелерін – протонды ғана емес, нейтронды, пионды, «ерекше бөлшектерді» және тағы да көптеген бөлшектерді жасау үшін көптеген маңызды жұмыстар осы жерде жасалды.
At the time the Bevatron was designed, it was strongly suspected, but not known, that each particle had a corresponding anti particle of opposite charge, identical in all other respects, a property known as charge symmetry. The anti electron, or positron, had been first observed in the early 1930s and theoretically understood as a consequence of the Dirac equation at about the same time. Following World War II, positive and negative muons and pions were observed in cosmic ray interactions seen in cloud chambers and stacks of nuclear photographic emulsions. The Bevatron was built to be energetic enough to create antiprotons, and thus test the hypothesis that every particle has a corresponding anti particle. In 1955, the antiproton was discovered using the Bevatron. The antineutron was discovered soon thereafter by the team of Bruce Cork, Glen Lambertson, Oreste Piccioni, and William Wenzel in 1956, also at the Bevatron. Confirmation of the charge symmetry conjecture in 1955 led to the Nobel Prize for physics being awarded to Emilio Segrè and Owen Chamberlain in 1959. The combination of beam aperture and energy required a huge, 10,000 ton iron magnet, and a very large vacuum system. A large motor generator system was used to ramp up the magnetic field for each cycle of acceleration. At the end of each cycle, after the beam was used or extracted, the large magnetic field energy was returned to spin up the motor, which was then used as a generator to power the next cycle, conserving energy; the entire process required about five seconds. The characteristic rising and falling, wailing, sound of the motor generator system could be heard in the entire complex when the machine was in operation. In the years following the antiproton discovery, much pioneering work was done here using beams of protons extracted from the accelerator proper, to hit targets and generate secondary beams of elementary particles, not only protons but also neutrons, pions, "strange particles", and many others.
Сұйық сутегі шашырауыш камерасы
Алынған бөлшектер сәулелері, біріншілік протондар және екіншілік бөлшектер, одан әрі зерттеу үшін әртүрлі нысаналар мен арнайы детекторлар арқылы, әсіресе сұйық сутегілі көпіршік камерасы арқылы жіберілуі мүмкін. Мыңдаған бөлшектердің өзара әрекеттесуі немесе "оқиғалар" фотоға түсіріліп, өлшенді және үлкен өлшеу машиналарының автоматтандырылған жүйесімен егжей-тегжейлі зерттелді ("Франкенштейндер" деп аталды, олардың ойлап табушысы Джек Франк). Бұл жүйе адам-операторларға (көбінесе аспиранттардың әйелдері) бөлшектердің траекторияларындағы нүктелерді белгілеп, аяқ педалін қолдана отырып, олардың координаттарын IBM карталарына тебуге мүмкіндік берді. Карталар жиынтығы магниттік өрістер арқылы үш өлшемді траекторияларды қайта құрастырған және бөлшектердің импульсі мен энергиясын есептеген алғашқы буын компьютерлермен талданды. Өз кезінде өте күрделі болған компьютерлік бағдарламалар, берілген оқиғаға қатысты траекториялық деректерді пайдаланып, пайда болған бөлшектердің энергиясын, массасын және идентификациясын анықтауға мүмкіндік берді. Жүздеген жаңа бөлшектер мен қозу күйлерінің кенеттен ашылуымен бұл кезең элементарлық бөлшектер физикасының жаңа дәуірінің басталуын білдірді. Луис Альварес осы жұмыстың көп бөлігін ұйымдастырып, басқарды, осы еңбегі үшін 1968 жылы физика саласындағы Нобель сыйлығына ие болды.
The extracted particle beams, both the primary protons and secondaries, could in turn be passed for further study through various targets and specialized detectors, notably the liquid hydrogen bubble chamber. Many thousands of particle interactions, or "events", were photographed, measured, and studied in detail with an automated system of large measuring machines (known as "Franckensteins", for their inventor Jack Franck) allowing human operators (typically the wives of graduate students) to mark points along the particle tracks and punch their coordinates into IBM cards, using a foot pedal. The cards decks were then analyzed by early generation computers, which reconstructed the three dimensional tracks through the magnetic fields, and computed the momenta and energy of the particles. Computer programs, extremely complex for their time, then fitted the track data associated with a given event to estimate the energies, masses, and identities of the particles produced. This period, when hundreds of new particles and excited states were suddenly revealed, marked the beginning of a new era in elementary particle physics. Luis Alvarez inspired and directed much of this work, for which he received the Nobel Prize in physics in 1968.
Бевалак
Беватрон 1971 жылы SuperHILAC сызықтық үдемелі құрылғысымен біріктіріліп, ауыр иондарды үдетуге арналған инжектор ретінде жаңа мүмкіндік алды. Бұл комбинацияны Альберт Гьорсо жасады және оған Бевалак деп ат қойды. Ол тұрақты ядролардың кең спектрін релятивистік энергияларға дейін үдетуге қабілетті болды. Соңында 1993 жылы қолданудан шығарылды.
The Bevatron received a new lease on life in 1971, when it was joined to the SuperHILAC linear accelerator as an injector for heavy ions. The combination was conceived by Albert Ghiorso, who named it the Bevalac. It could accelerate a wide range of stable nuclei to relativistic energies. It was finally decommissioned in 1993.
Өмірінің соңы
Келесі буын акселераторлары "күшті фокус" пайдаланды және әлдеқайда кіші апертураларды, сонымен қатар арзан магниттерді қажет етті. CERN PS (Proton Synchrotron, 1959) және Брукхейвен ұлттық зертханасы AGS (Alternating Gradient Synchrotron, 1960) – екі көлденең бағытта да шамамен бір рет кем апертурасы бар, 30 ГэВ протон энергиясына жететін, бірақ магнит сақинасы аз болатын алғашқы келесі буын машиналары болды. Салыстыру үшін, Үлкен адрондық коллайдердегі айналымдағы сәулелер, Беватроннан ~11 000 есе жоғары энергиямен және әлдеқайда жоғары қарқындылықпен, көлденең қимасы 1 мм шамасындағы кеңістікке сыйып, соқтығысу аймақтарында 16 микрометрге дейін шоғырланған, ал иілу магниттерінің өрісі шамамен бес есе ғана жоғары. Беватронның бұзу жұмыстары 2009 жылы басталды және 2012 жылдың басында аяқталды.
The next generation of accelerators used "strong focusing", and required much smaller apertures, and thus much cheaper magnets. The CERN PS (Proton Synchrotron, 1959) and the Brookhaven National Laboratory AGS (Alternating Gradient Synchrotron, 1960) were the first next generation machines, with an aperture roughly an order of magnitude less in both transverse directions, and reaching 30 GeV proton energy, yet with a less massive magnet ring. For comparison, the circulating beams in the Large Hadron Collider, with ~11,000 times higher energy and enormously higher intensity than the Bevatron, are confined to a space on the order of 1 mm in cross section, and focused down to 16 micrometres at the intersection collision regions, while the field of the bending magnets is only about five times higher. The demolition of the Bevatron began in 2009 and was completed in early 2012.