Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Система тандемного линейного ускорителя Аргонн (ATLAS) — это научное учреждение для коллективного пользования Министерства энергетики США, расположенное в Аргоннской национальной лаборатории. ATLAS является первым сверхпроводящим линейным ускорителем тяжелых ионов на энергиях вблизи кулоновского барьера и открыт для ученых со всего мира. Ускоритель ATLAS в Аргонне не следует путать с экспериментом ATLAS на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе.
The Argonne Tandem Linac Accelerator System (ATLAS) is a U. S. Department of Energy scientific user facility at Argonne National Laboratory. ATLAS is the first superconducting linear accelerator for heavy ions at energies in the vicinity of the Coulomb barrier and is open to scientists from all over the world. The ATLAS accelerator at Argonne should not be confused with the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider at CERN.
Свойства
Стабильные ионные пучки в ATLAS генерируются одним из двух источников: 9 МВ электростатическим тандемным ускорителем Ван-де-Граафа или позитивным ионным инжектором – 12 МВ низкоскоростным линаком и источником ионов на основе электронного циклотронного резонанса (ECR). Ионы направляются из одного из этих двух источников в 20 МВ “бустерный” линак, а затем в 20 МВ линак ATLAS. Линак ATLAS состоит из семи различных конструкций сверхпроводящих резонаторов, каждый из которых создает электромагнитную волну с определенной скоростью. Ионы в линаке ATLAS формируются в пучок, который выходит из линака в одну из трех экспериментальных областей. Экспериментальные области оснащены камерами рассеяния, спектрометрами и спектрографами, пучками частиц, гамма-установкой и детекторами частиц. В 2009 году в ATLAS была добавлена система CARIBU (Californium Rare Ion Breeder Upgrade). Эта система способна генерировать пучки редких изотопов, которые затем могут быть направлены в секции ускорителя. С тех пор ATLAS получил дополнительные улучшения, включающие два усовершенствования: электронно-ионную систему (EBIS), позволяющую радиоактивным пучкам соответствовать ускоряющим структурам за счет увеличения положительного заряда ионного пучка, и разделитель радиоактивных ионов в полете (RAISOR), который помогает повысить чистоту пучка путем выделения определенных изотопов. Усовершенствования ATLAS с помощью EBIS и RAISOR помогают ученым изучать структуру экзотических элементов, исследовать природу ядерных сил и лучше понимать процессы образования элементов в звездах и сверхновых. Ниобий является основным металлом, используемым для изготовления трубок в отдельных последовательных резонаторах. Ниобий используется, поскольку он относительно дешев и при этом является сверхпроводником при относительно высоких температурах. Ниобий обладает низкой пластичностью, что затрудняет изготовление форм, необходимых для резонаторов. Механики, работающие в ATLAS, – одни из немногих в мире, кто способен работать с ниобием в той степени, которая необходима для изготовления и ремонта деталей ATLAS.
Stable ion beams at ATLAS are generated from one of two sources: the 9 MV electrostatic tandem Van de Graaff accelerator or the Positive Ion Injector, a 12 MV low velocity linac and electron cyclotron resonance (ECR) ion source. The ions are sent from one of these two into the 20 MV 'booster' linac, then to the 20 MV 'ATLAS' linac section. The ATLAS linac is constructed with seven different superconducting resonator designs, each one creating an electromagnetic wave of a different velocity. The ions in the ATLAS linac are aligned into a beam which exits the linac into one of three experimental areas. The experiment areas contain scattering chambers, spectrometers and spectrographs, beamlines, a gamma ray facility, and particle detectors. In 2009, Argonne added a system called CARIBU (Californium Rare Ion Breeder Upgrade) to ATLAS. The system is capable of generating beams of rare isotopes, which can then be sent to the accelerator sections. ATLAS has since received additional upgrades with two enhancements: The Electron Beam Ion System (EBIS), which enables radioactive beams to match the accelerating structures by increasing the ion beam’s positive charge, and the Argonne In Flight Radioactive Ion Separator (RAISOR), which helps to improve beam purity by separating out specific isotopes. The enhancements of ATLAS with EBIS and RAISOR help scientists probe the structures of exotic elements, study the nature of the nuclear forces, and better understand the production of elements in stars and supernovae. Niobium is the primary metal used to construct the tubes in the individual in line resonators. Niobium is used because it is relatively cheap, yet it is a superconductor at relatively high temperatures. Niobium has poor malleability, which makes it difficult to construct the shapes needed for the resonators. The machinists working at ATLAS are some of the only people in the world able to work with niobium to the degree necessary for construction and repair of the ATLAS parts.
Исследования
Уровни энергии ионов, создаваемых в ATLAS, идеально подходят для изучения свойств ядра. В частности, ученые используют ATLAS для изучения ядерных реакций в широком диапазоне энергий – от очень низких (типичных для горящих звезд) до самых высоких (возникающих вскоре после Большого взрыва). Изучение ядер с определенными свойствами позволяет понять фундаментальные взаимодействия.
The energy levels of the ions produced by ATLAS are ideal to study the properties of the nucleus. Specifically, scientists use ATLAS to understand reactions between nuclei from very low energies (typically encountered in burning stars) to the very highest energies (encountered soon after the Big Bang). Nuclei with specific properties can be studied to understand fundamental interactions.