Протонный суперсинхротрон
Протонный суперсинхротрон (Super Proton Synchrotron, SPS, Супер-протонный синхротрон) — кольцевой ускоритель частиц ЦЕРН с длиной кольца 6.9 км.[1] Первоначально рассчитанный на 300 ГэВ, SPS был реально сконструирован на энергию 400 ГэВ. Официальной датой вывода на полную энергию считается 17 июня 1976 года. Однако к тому моменту эту энергию уже удалось превзойти ускорителю из Фермилаба, достигшему 14 мая того же года энергии 500 ГэВ.
SPS использовался для ускорения протонов, антипротонов, электронов и позитронов (в качестве инжектора электрон-позитронного коллайдера LEP), а также тяжёлых ионов. Наиболее значимой была его работа в качестве протон-антипротонного коллайдера с 1981 по 1984 год (в этом статусе он назывался ), когда пучки SPS производили данные для экспериментов UA1 и UA2. В результате этих экспериментов были обнаружены W- и Z-бозоны. За это открытие, а также за реализацию метода стохастического охлаждения в 1984 году Карло Руббиа и Симон ван дер Мер получили Нобелевскую премию по физике.
SPS послужил идеальной тестовой площадкой для новых концепций в ускорительной физике. В 1999 году он использовался для изучения эффектов, связанных с образованием электронных облаков в вакуумной камере с циркулирующим высокоэнергетичным протонным пучком.[2] В 2003 году SPS был первым ускорителем[источник не указан 4759 дней], где прямым способом были измерены члены «Hamiltonian resonance driving terms».[3] В 2004 году были проведены эксперименты по подавлению вредных эффектов столкновения пучков (т. н. «эффекты встречи») (как и в LHC).[4]
В настоящее время SPS используется в качестве заключительного предускорителя протонных пучков для Большого адронного коллайдера, работающего с 10 сентября 2008 года. В этой роли SPS разгоняет протоны от энергии 26 ГэВ до 450 ГэВ. Будучи предускорителем БАК, SPS в то же время позволяет вести и другие научные программы, в которых он используется как источник протонов с энергией 400 ГэВ. Среди них — эксперименты с фиксированной мишенью: COMPASS, NA48, NA61/SHINE и другие. SPS также используется в эксперименте OPERA как источник потока нейтрино, детектируемых в итальянской лаборатории Gran Sasso, расположенной на расстоянии в 730 км от ЦЕРН.