Введение

Список ускорителей частиц, используемых в экспериментах по физике частиц. В список также включены некоторые ранние ускорители, которые изначально предназначались для ядерной физики, но существовали до того, как физика частиц отделилась от этой области. Несмотря на то, что современный ускорительный комплекс обычно состоит из нескольких последовательных ускорителей, в списке представлены только те, выходные характеристики которых непосредственно использовались в экспериментах.

Ранние ускорители

Все они использовали одиночные пучки частиц с неподвижными мишенями. Как правило, это были очень короткие, недорогие и безымянные эксперименты.

Другие ранние типы ускорителей

Ускоритель Местоположение Годы работы Форма и размер Ускоряемая частица Кинетическая энергия Заметки и открытия Линейный ускоритель частиц Университет Ахена, Германия 1928 Линейная линия пучка Ион 50 кэВ Подтверждение концепции Электростатический ускоритель Коккрофта и Уолтона Лаборатория Кавендиша 1932 См. генератор Коккрофта-Уолтона Протон 0.7 МэВ Первый в мире искусственно расколол ядро (лития) Бетатрон Siemens Schuckertwerke, Германия 1935 Круговой Электрон 1.8 МэВ Подтверждение концепции

Синхротроны

Ускоритель Местоположение Годы работы Форма и размер Ускоряемая частица Кинетическая энергия Примечания и открытия Ссылка INSPIRE Космотрон BNL 1953–1968 Круговое кольцо (72 метра в окружности) Протон 3.3 ГэВ Открытие V-частиц, первое искусственное создание некоторых мезонов INSPIRE Бирмингемский синхротрон Университет Бирмингема 1953–1967 Протон 1 ГэВ Беватрон Berkeley Rad Lab 1954–~1970 "Гончая дорожка" Протон 6.2 ГэВ Эксперименты со странными частицами, открытие антипротона и антинейтрона, открытие резонансов INSPIRE Bevalac, комбинация линейного ускорителя SuperHILAC, отклоняющей трубы, затем Беватрон Berkeley Rad Lab ~1970–1993 Линейный ускоритель, за которым следует "гоночная дорожка" Любые достаточно стабильные ядра могли быть ускорены Наблюдение сжатой ядерной материи. Отложение ионов в опухоли в исследованиях рака. INSPIRE Сатурн Saclay, Франция 3 ГэВ INSPIRE Синхрофазотрон Дубна, Россия Декабрь 1957 – 2003 10 ГэВ INSPIRE Нулевой градиентный синхротрон ANL 1963–1979 12.5 ГэВ INSPIRE U-70 Протонный синхротрон IHEP, Россия 1967–настоящее время Круговое кольцо (периметр около 1.5 км) Протон 70 ГэВ INSPIRE Протонный синхротрон CERN 1959–настоящее время Круговое кольцо (628 метров в окружности) Протон 26 ГэВ Использовался для питания ISR (до 1984 года), SPS, LHC, AD INSPIRE Протонный синхротрон-ускоритель CERN 1972–настоящее время Круговой синхротрон Протоны 1.4 ГэВ Используется для питания PS, ISOLDE INSPIRE Сверхпротонный синхротрон CERN 1976–настоящее время Круговой синхротрон Протоны и ионы 450 ГэВ COMPASS, OPERA и ICARUS в Laboratori Nazionali del Gran Sasso INSPIRE Альтернативный градиентный синхротрон BNL 1960–настоящее время Круговое кольцо (808 метров) Протон (неполяризованный и поляризованный), дейтерон, гелий-3, медь, золото, уран 33 ГэВ J/ψ, мюонное нейтрино, нарушение CP-инвариантности в каонах, впрыск тяжелых ионов и поляризованных протонов в RHIC INSPIRE Протонный синхротрон (KEK) KEK 1976–2007 Круговое кольцо Протон 12 ГэВ COSY Юлих, Германия 1993–настоящее время Круговое кольцо (183.47 м) Протоны, Дейтроны 2.88 ГэВ Наследие экспериментальной программы по адронной физике в COSY INSPIRE ALBA Серданьола-дель-Вальес, Испания 2011–настоящее время Круговое кольцо (270 м) Электроны 3 ГэВ INSPIRE Sirius Сан-Паулу, Бразилия 2018–настоящее время Круговое кольцо (518.4 м) Электроны, Au, Sn, TiO2 3 ГэВ INSPIRE Австралийский синхротрон Университет Монаша, Мельбурн 2007–настоящее время Круговое кольцо (216 м) Электроны 3 ГэВ INSPIRE

Ускорители с фиксированной целью

Более современные ускорители, которые также использовались в режиме с неподвижной мишенью; часто они также работали в качестве коллайдеров или разгоняли частицы для использования в коллайдерах, построенных позднее.

Ускорители адронов высокой интенсивности (из источников мезонов и нейтронов)

Расположение ускорителя Годы работы Форма и размер Ускоренная частица Кинетическая энергия Заметки и открытия, сделанные Ссылка INSPIRE Высокоточный протонный ускоритель Лос-Аламосский научный центр нейтронных исследований (первоначально Лос-Аламосский центр физики мезонов) Национальная лаборатория Лос-Аламос 1972–настоящее время Линейный (800 м) и круговой (30 м) Протоны 800 МэВ Исследования нейтронных материалов, протонная радиография, исследования нейтронов высоких энергий, ультрахолодные нейтроны INSPIRE PSI, HIPA Ускоритель протонов высокой интенсивности 590 МэВ PSI, Виллиген, Швейцария 1974–настоящее время 0.8 МэВ CW, 72 МэВ Инжектор 2, 590 МэВ Кольцевой циклотрон Протоны 590 МэВ, 2.4 мА, =1.4 МВт Наибольшая мощность пучка, используется для производства мезонов и нейтронов в материаловедении INSPIRE TRIUMF Циклотрон TRIUMF, Ванкувер, Британская Колумбия 1974–настоящее время Круговой Ионы водорода 500 МэВ Крупнейший в мире циклотрон, диаметром 17.9 м INSPIRE ISIS источник нейтронов Лаборатория Ратерфорд-Эпплтон, кампус науки и инноваций Харвелл, Оксфордшир, Великобритания 1984–настоящее время Линейный ускоритель (линак) с последующим протонным RCS Протоны 800 МэВ INSPIRE Spallation Neutron Source Национальный исследовательский центр Ок-Ридж 2006–настоящее время Линейный (335 м) и круговой (248 м) Протоны 800 МэВ – 1 ГэВ Производит самые интенсивные импульсные пучки нейтронов в мире для научных исследований и промышленного развития. INSPIRE J-PARC RCS Токай, Ибараки 2007–настоящее время Треугольный, окружность 348 м Протоны 3 ГэВ Используется для материаловедения и наук о жизни, а также для ввода в основное кольцо J-PARC INSPIRE

Электроны и малоинтенсивные адронные ускорители

Ускоритель Местоположение Годы работы Форма и размер Ускоренная частица Кинетическая энергия Эксперименты Примечания INSPIRE ссылка Антипротонный аккумулятор CERN 1980–1996 – Проектирование исследования INSPIRE Антипротонный коллектор CERN 1986–1996 Антипротоны Проектирование исследования INSPIRE Нуклотрон JINR 1992–настоящее время Круговое кольцо Протоны и тяжелые ионы 12.6 ГэВ (протоны), 4.5 ГэВ/n (тяжелые ионы) INSPIRE Антипротонный замедлитель CERN 2000–настоящее время Кольцо хранения Протоны и антипротоны 26 ГэВ ATHENA, ATRAP, ASACUSA, ACE, ALPHA, AEGIS Проектирование исследования INSPIRE Низкоэнергетическое антипротонное кольцо CERN 1982–1996 Антипротоны PS210 Проектирование исследования INSPIRE Кембриджский электронный ускоритель Гарвардский университет и MIT, Кембридж, Массачусетс 1962–1974 Синхротрон диаметром 236 футов Электроны 6 ГэВ SANS, SESAME, MIS LENS Веб-сайт Корнеллский ERL-тестовый ускоритель (CBETA) Корнеллский университет, Итака / Нью-Йорк (США) 2019–настоящее время Линейный ускоритель с рекуперацией энергии с СВЧ-резонаторами, 4 поворота и все пучки в одной неподвижной градиентной решетке из постоянных магнитов Электроны 150 МэВ Прототип для электрон-ионных коллайдеров INSPIRE

Электро-позитроновые коллайдеры

Ускоритель Местоположение Годы работы Форма и окружность Энергия электронов Энергия позитронов Эксперименты Заметные открытия INSPIRE ссылка AdA LNF, Фраскати, Италия; Орсе, Франция 1961–1964 Круговая, 3 метра 250 МэВ 250 МэВ Эффект Тушека (1963); зарегистрированы первые взаимодействия e+e− (1964) INSPIRE Принстон Стэнфорд (e−e−) Стэнфорд, Калифорния 1962–1967 Два кольца, 12 м 300 МэВ 300 МэВ Взаимодействия e−e− VEP 1 (e−e−) ИЯФ, Новосибирск, Советский Союз 1964–1968 Два кольца, 2.70 м 130 МэВ 130 МэВ Рассеяние e−e−; подтверждены QED радиационные эффекты INSPIRE VEPP 2 ИЯФ, Новосибирск, Советский Союз 1965–1974 Круговая, 11.5 м 700 МэВ 700 МэВ OLYA, многоадронное производство (1966), e+e−→φ (1966), e+e−→γγ (1971) INSPIRE ACO LAL, Орсе, Франция 1965–1975 Круговая, 22 м 550 МэВ 550 МэВ ρ0, K+K−, φ, μ+μ−, M2N и DM1 Исследования векторных мезонов; затем ACO использовался как источник синхротронного излучения до 1988 г. INSPIRE SPEAR SLAC 1972–1990(?) Круговая 3 ГэВ 3 ГэВ Mark I, Mark II, Mark III Открытие состояний очарования и тау-лептона INSPIRE VEPP 2M ИЯФ, Новосибирск 1974–2000 Круговая, 17.88 м 700 МэВ 700 МэВ ND, SND, CMD 2 Сечения e+e−, радиационные распады ρ, ω и φ мезонов INSPIRE DORIS DESY 1974–1993 Круговая, 300 м 5 ГэВ 5 ГэВ ARGUS, Crystal Ball, DASP, PLUTO Осцилляции в нейтральных B-мезонах INSPIRE PETRA DESY 1978–1986 Круговая, 2 км 20 ГэВ 20 ГэВ JADE, MARK J, CELLO, PLUTO, TASSO Открытие глюона в трехструйных событиях INSPIRE CESR Корнеллский университет 1979–2002 Круговая, 768 м 6 ГэВ 6 ГэВ CUSB, CHESS, CLEO, CLEO 2, CLEO 2.5, CLEO 3 Первое наблюдение распада B-мезонов, распадов B-мезонов без очарования и "радиационных пингвинов" INSPIRE PEP SLAC 1980–1990(?) Mark II INSPIRE SLC SLAC 1988–1998(?) Дополнение к Линейному ускорителю SLAC 45 ГэВ 45 ГэВ SLD, Mark II Первый линейный коллайдер INSPIRE LEP CERN 1989–2000 Круговая, 27 км 104 ГэВ 104 ГэВ Aleph, Delphi, Opal, L3 Существует только 3 легких (m ≤ mZ/2) слабо взаимодействующих нейтрино, что подразумевает только три поколения кварков и лептонов INSPIRE BEPC Пекин, Китай 1989–2004 Круговая, 240 м 2.2 ГэВ 2.2 ГэВ Beijing Spectrometer (I и II) INSPIRE VEPP 4M ИЯФ, Новосибирск 1994– Круговая, 366 м 6.0 ГэВ 6.0 ГэВ KEDR Точные измерения масс ψ-мезонов, физика двух фотонов PEP II SLAC 1998–2008 Круговая, 2.2 км 9 ГэВ 3.1 ГэВ BaBar Открытие нарушения CP-инвариантности в системе B-мезонов INSPIRE KEKB KEK 1999–2009 Круговая, 3 км 8.0 ГэВ 3.5 ГэВ Belle Открытие нарушения CP-инвариантности в системе B-мезонов DAΦNE LNF, Фраскати, Италия 1999–настоящее время Круговая, 98 м 0.7 ГэВ 0.7 ГэВ KLOE Столкновения с "крачьей талией" (crab waist collisions) (2007) INSPIRE CESR c Корнеллский университет 2002–2008 Круговая, 768 м 6 ГэВ 6 ГэВ CHESS, CLEO c INSPIRE VEPP 2000 ИЯФ, Новосибирск 2006– Круговая, 24.4 м 1.0 ГэВ 1.0 ГэВ SND, CMD 3 Круглые пучки (2007) BEPC II Пекин, Китай 2008– Круговая, 240 м 1.89 ГэВ 1.89 ГэВ Beijing Spectrometer III VEPP 5 ИЯФ, Новосибирск 2015– ADONE LNF, Фраскати, Италия 1969–1993 Круговая, 105 м 1.5 ГэВ 1.5 ГэВ TRISTAN KEK 1987–1995 Круговая, 3016 м 30 ГэВ 30 ГэВ SuperKEKB KEK 2016– Круговая, 3 км 7.0 ГэВ 4.0 ГэВ Belle II

Электропротонные коллайдеры

Расположение ускорителя Годы работы Форма и размер Энергия электронов Энергия протонов Эксперименты Ссылка INSPIRE HERA DESY 1992–2007 Круговое кольцо (окружность 6336 метров) 27,5 ГэВ 920 ГэВ H1, ZEUS, эксперимент HERMES, HERA B INSPIRE