Достигнута рекордная светимость в области низких энергий и на пороге рождения нуклонов, и набран рекордный интеграл светимости во всём диапазоне энергий

Институт ядерной физики СО РАН

Канал транспортировки пучков ИК — ВЭПП-2000, с изображением пролетевшего пучка на люминофорном датчике (на врезке)

Благодаря запуску нового Инжекционного комплекса ИЯФ СО РАН на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 достигнута рекордная светимость в области низких энергий и на пороге рождения нуклонов, и набран рекордный интеграл светимости во всём диапазоне энергий.

ВЭПП-2000 – единственный в мире коллайдер, использующий предложенную в ИЯФ концепцию круглых встречных пучков, которая позволяет повысить порог по интенсивности сталкивающихся сгустков и по максимальной светимости. В верхней части диапазона энергий ВЭПП-2000, вблизи порога рождения нуклонных пар, представляющего особый интерес для экспериментов ФЭЧ, была достигнута пиковая светимость 5×1031 см—2с—1. В области низких энергий был предложен и реализован метод контролируемой раскачки эффективного эмиттанса возбуждением слабых когерентных осцилляций, быстро расфазируемых в присутствии нелинейной силы встречного пучка. Это позволило стабилизировать неустойчивость типа «флип-флоп» и достичь рекордной светимости 2×1031 см—2с—1 на энергии 400 МэВ в пучке. Общий интеграл светимости, набранный каждым из двух детекторов на ВЭПП-2000, составил беспрецедентные 300 пб—1, во всём диапазоне энергий 150-1000 МэВ в пучке.

Достижение рекордной светимости стало возможным лишь благодаря проведённой в 2013-2016 гг модернизации инжекционной цепи, бустерного синхротрона БЭП и подключению к новому Инжекционному комплексу ИЯФ СО РАН, обеспечивающему коллайдер интенсивными сформированными пучками электронов и позитронов.

Светимость, усреднённая по лучшим 10% заходов КМД-3, в зависимости от энергии в пучке.

Авторы: Большой коллектив сотрудников ИЯФ.

Публикации:

  1. Shwartz et al., «Booster of Electrons and Positrons (BEP) Upgrade to 1 GeV», Proc. IPAC’14, Dresden, p.102 (2014).
  2. Ю.М. Шатунов и др., «Начало работы после модернизации электрон-позитронного коллайдера ВЭПП-2000», Письма в ЭЧАЯ, т.15, №7(219), с.667-672 (2018).
  3. М.В. Тимошенко и др., «Статус электрон-позитронного коллайдера ИЯФ ВЭПП-2000», Письма в ЭЧАЯ, т.17, №4(229), с.380-387 (2020).

Государственное задание, тема № 15.3.3 Развитие метода круглых пучков при работе коллайдера ВЭПП-2000 для экспериментов по ФВЭ в широком диапазоне энергий.