Forschungseinrichtungen - Stanford Linear Accelerator Center - SLAC
Der SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) befindet sich auf dem Stanford Campus. Der SLAC beschleunigt Elektronen und Positronen auf eine Energie von 50 GeV.
Das neueste Projekt in Zusammenarbeit mit den Lawrence Berkeley und Lawrence Livermore National Laboratories, ist die Konstruktion des PEP-II. PEP-II wird aus zwei |
Beschleunigerringen bestehen.
Zu den wichtigsten Entdeckungen, die am SLAC gemacht wurden, zählen:
- 1968: Entdeckung der Quarks  als Bauteile der Nukleonen
- 1974: Messergebnisse beweisen die Existenz des Charm-Quarks
- 1976: Das t-Lepton wurde durch Versuche am SPEAR entdeckt |
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Die Beschleuniger des SLAC und ihre Verwendungszwecke
Bild links:
SLAC, San Francisco
LINAC
| 1966 wurde der 3 km lange Linearbeschleuniger in Betrieb genommen. Damals wurden Elektronen auf eine Energie von 20 GeV beschleunigt. Anfänglich wurden die |
Elektronen auf feste Targets geschossen. Heute wird der LINAC als Vorbeschleuniger für den PEP-Speicherring verwendet und erreicht Energien von 50 GeV. |
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ESA - End Station A
Zwischen 1966 und 1972 wurden am ESA nur Experimente mit festen Targets durchgeführt, die zur Untersuchung der inneren Struktur der Neutronen und Protonen dienten. Für diese Arbeit wurde den Physikern Jerome Friedman, Henry Kendall und Richard Taylor 1990 der Nobelpreis verliehen.
Mit Hilfe eines polarisierten Elektronenstrahls wurden ab 1970 weitere Experimente durchgeführt, die neue Ergebnisse über den Aufbau der Materie liefern sollten. |
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Bild links:
SLAC, San Francisco
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SPEAR
SPEAR war der Nachfolger des ersten Elektron-Elektron-Colliders in Stanford. 1972 waren die Bauarbeiten für den Ring mit 80 m Durchmesser abgeschlossen. Im SPEAR wurden Elektronen mit Positronen bei einer Schwerpunktsenergie von 4 GeV zur Kollision gebracht. 1974 wurde hier das Charm Quark und 1976 das t-Lepton entdeckt.
Seit 1990 dient der SPEAR nur noch zur Erzeugung von Synchrotronstrahlung , die in weiteren Experimenten genutzt wird. |
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SLAC, San Francisco
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PEP II
Der PEP Speicherring wurde 1980 fertiggestellt und hat einen Durchmesser von 800 m. Bei der Kollision von Elektronen und Protonen werden Schwerpunktsenergien von bis zu 30 GeV erreicht. Die Experimente am PEP dienen zur Untersuchung der Lebensdauer der Elementarteilchen und der Erforschung der Quarks.
PEP wird jetzt zu PEP-II umgebaut, um als asymmetrischer Kreisbeschleuinger zu dienen. In den zwei Beschleunigungs- ringen werden Elektronen auf 9 GeV und Positronen auf 3,1 GeV beschleunigt. |
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Bild links:
SLAC, San Francisco
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SLC - Stanford Linear Collider
| Der SLC wurde 1989 an den LINAC angebaut und beschleunigt Elektronen und Positronen auf eine Energie von je 50 GeV. Diese Energie ist nötig, um die schweren Z0 Bosonen zu erzeugen. Die durch den LINAC erzeugten Positronen und Elektronen werden in zwei kleine Speicherringe geleitet und zum Kollisionspunkt geführt. Am Kollisionspunkt ist der SLD (SLC Large Detector) aufgebaut, um die Ereignisse aufzuzeichnen. |
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Bild links:
SLAC, San Francisco |
NLCTA - Next Linear Collider Test Accelerator
| Der NLCTA ist ein kleiner Beschleunigerprototyp. Hier werden neuartige Klystronröhren zur Beschleunigung verwendet. Um die Ausdehnung der Teilchenbündel zu verkleinern, werden höhere Beschleunigungsfrequenzen benutzt. So kann die Apparatur, durch die die Teilchen fliegen, verkleinert werden. |
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SLAC, San Francisco
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FFTB - Final Focus Testbeam
| Der FFTB wurde 1993 gebaut. Der FFTB erforscht die Faktoren, die die Grenzen von Größe und Stabilität eines Teilchenstrahls bei einer Teilchenkollision bestimmen. Hier versucht man durch neuartige Magnetkonstruktionen die Teilchenstrahlgröße zu reduzieren. |
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Auswahl aus Experimenten des SLAC
SLD - SLC Large Detector
| Da am SLAC ein polarisierter Elektronenstrahl verwendet wird, können am SLD besonders gut die Teilchensorten unterschieden werden, die bei der Kollision erzeugt werden. Longitudinal polarisierte Elektronen reagieren mit unpolarisierten Positronen und erzeugen dabei polarisierte Z-Bosonen. Durch Untersuchungen an diesen entstandenen Teilchen, können Rückschlüsse auf die elektroschwache Wechselwirkung gemacht werden. |
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Bild links:
SLAC, San Francisco |
BABAR
Um die PEP-II Einrichtung zu erweitern, wird Mitte 1999 der BABAR-Detektor in Betrieb genommen. Der Detektor besteht aus einem Halbleiterdetektor, Driftkammer, elektromagnetischem Kalorimeter und Ablenkmagneten. Der BABAR Detektor soll die Flugbahnen der B-Mesonen detektieren. Außerdem sollen Energie, Impuls und Art der Teilchen bestimmt werden, die beim Zerfall der B-Mesonen entstehen. Wegen der großen zu erwartenden Datenrate werden im Bereich der Datenverarbeitung völlig neue Wege beschritten (siehe hierzu ![zum Literaturverzeichnis; [KUN 1999, S. 27ff]](../button_gifs/booksm.gif) ).
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Bild links:
SLAC, San Francisco
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Bild links:
Physikalische Blätter 5/99
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