Просмотр кода страницы Коллайдер

{{otheruses}}
[[File:KEK Belle II detector P9024812.jpg|thumb|Сборка детектора элементарных частиц Belle II на электрон-позитронном коллайдере [[SuperKEKB]], Япония.]]
[[File:View of gold ions collision.jpg|thumb|Событие столкновения ионов золота, зарегистрированное детектором STAR в коллайдере [[RHIC]], США.]]
'''Колла́йдер''' ({{lang-en|collider}} от {{lang-en2|collide}} — «сталкиваться») — [[ускоритель заряженных частиц|ускоритель]] [[элементарные частицы|частиц]] на встречных пучках, предназначенный для изучения продуктов их соударений. Благодаря коллайдерам учёным удаётся придать элементарным частицам вещества высокую [[кинетическая энергия|кинетическую энергию]], направить их навстречу друг другу, чтобы произвести их столкновение.

По виду коллайдеры подразделяются на ''кольцевые''; например, [[Большой адронный коллайдер]] в европейском [[ЦЕРН]]е и ''линейные'', как проектируемый [[Международный линейный коллайдер|ILC]].

== История ==
В принципиальном виде идея использовать сталкивающиеся пучки возникла в середине XX века. [[Видероэ, Рольф|Рольф Видероэ]] получил в 1943 году немецкий [[патент]] на идею встречных пучков, опубликованный лишь в 1953 году<ref>[http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1206/1206.3948.pdf Design and construction of the ISR] {{Wayback|url=http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1206/1206.3948.pdf |date=20190712005644 }}, Kurt Hübner.</ref>. В 1956 году [[Керст, Дональд Вильям|Дональд Керст]] предложил использовать сталкивающиеся пучки протонов для изучения [[Физика элементарных частиц|физики элементарных частиц]]<ref>[http://prola.aps.org/pdf/PR/v102/i2/p590_1 Attainment of Very High Energy by Means of Intersecting Beams of Particles], D.W. Kerst et al., Phys. Rev., v.102, p.590-591 (1956).</ref>, а [[О’Нил, Джерард|Джерард О’Нил]] предложил использовать [[Накопительное кольцо|накопительные кольца]] для получения интенсивных пучков<ref>[http://www.feynman.princeton.edu/mumu/physics/oneill_pr_102_1418_56.pdf Storage Ring Synchrotron: Device for High Energy Physics Research] {{Архивировано|url=https://web.archive.org/web/20120306163409/http://www.feynman.princeton.edu/mumu/physics/oneill_pr_102_1418_56.pdf |date=2012-03-06 }}, G.K. O’Neill, Physical Review, v.102, p.1418-1419 (1956).</ref>. Активные работы по созданию коллайдеров начались одновременно в конце 1950-х годов в лабораториях [[Фраскати]] ([[Италия]]), [[Национальная ускорительная лаборатория SLAC|SLAC]] ([[США]]) и [[Институт ядерной физики СО РАН|ИЯФ]] ([[СССР]]).

Первым заработал электрон-позитронный коллайдер [[AdA]], построенный под руководством [[Тушек, Бруно|Бруно Тушека]] во [[Фраскати]]. Однако первые результаты были опубликованы на год позже (1966), чем наблюдения упругого рассеяния электронов (1965) на советском [[ВЭП-1]] ('''В'''стречные '''э'''лектронные '''п'''учки) — машине, созданной под руководством [[Будкер, Герш Ицкович|Г. И. Будкера]]<ref>[http://cas.web.cern.ch/cas/Baden/PDF/Bernardini.pdf AdA:The First Electron-Positron Collider] {{Wayback|url=http://cas.web.cern.ch/cas/Baden/PDF/Bernardini.pdf |date=20151027233631 }}, C. Bernardini, Phys. perspect. 6 (2004) 156—183.</ref>. Ещё чуть позже были получены пучки в американском ускорителе. Эти три первых коллайдера были тестовыми, продемонстрировавшими возможность изучения на них физики элементарных частиц.

Первым адронным коллайдером стал протонный [[синхротрон]] [[Intersecting Storage Rings|ISR]], запущенный в 1971 году [[CERN]]е с энергией 32 ГэВ в пучке. Единственный в истории линейный коллайдер — {{нп5|Stanford Linear Collider|SLC||SLAC National Accelerator Laboratory#Stanford Linear Collider}}, работавший в 1988—1998 годах.

== Действующие коллайдеры ==
Данные взяты с сайта [http://pdg.lbl.gov Particle Data Group]<ref>{{Cite web |url=http://pdg.lbl.gov/2010/reviews/rpp2010-rev-hep-collider-params.pdf |title=High Energy Collider Parameters |access-date=2011-04-19 |archive-date=2017-02-02 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170202103739/http://pdg.lbl.gov/2010/reviews/rpp2010-rev-hep-collider-params.pdf |url-status=live }}</ref> и из справочника «''Handbook of accelerator physics and engineering''»<ref>[https://books.google.com/books?id=Z3J4SjftF1YC&lpg=PP1&pg=PA11#v=onepage&q&f=false Handbook of accelerator physics and engineering] {{Wayback|url=https://books.google.com/books?id=Z3J4SjftF1YC&lpg=PP1&pg=PA11#v=onepage&q&f=false |date=20150320084848 }}, edited by A. Chao, M. Tigner, 1999, p.11.</ref>.
{| class="wide wikitable"
 !Ускоритель
 !Центр, город, страна
 !Год запуска
 !Ускоряемые частицы
 !Максимальная энергия пучка, [[ГэВ]]
 ![[Светимость ускорителя|Светимость]], 10<sup>30</sup> см<sup>−2</sup>сек<sup>−1</sup>
 !Периметр (длина), [[км]]
 |-
 |[[ВЭПП-2000]]
 |[[Институт ядерной физики СО РАН|ИЯФ]], [[Новосибирск]], Россия
 |с 2009
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |1,0
 |100
 |0,024
 |-
 |[[ВЭПП-4|ВЭПП-4М]]
 |[[Институт ядерной физики СО РАН|ИЯФ]], [[Новосибирск]], Россия
 |с 1994
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |6
 |20
 |0,366
 |-
 |[[ВЕРС II]]
 |[[IHEP]], [[Пекин]], Китай
 |с 2007
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |1,89
 |700
 |0,23753
 |-
 |[[DAFNE]]
 |[[Национальная лаборатория Фраскати|Frascati]], Италия
 |с 1999
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |0,51
 |400
 |0,098
 |-
 |[[SuperKEKB]]
 |[[KEK]], Япония
 |с 2018
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |e<sup>−</sup>: 7; e<sup>+</sup>: 4
 |800 000
 |3,016
 |-
 |[[RHIC]]
 |[[Брукхейвенская национальная лаборатория|BNL]], США
 |с 2000
 |pp, Au-Au, Cu-Cu, [[Дейтерий|d]]-Au
 |100/[[нуклон|n]]
 |10, 0,0015, 0,02, 0,07
 |3,834
 |-
 |[[Большой адронный коллайдер|LHC]]
 |[[CERN]]
 |с 2008
 |pp,<br>[[свинец|Pb]]-Pb, p-Pb
 |6500,<br>1380/[[нуклон|n]] (планируется 2760/[[нуклон|n]])
 |20000 (pp),<br>0,001 (PbPb)
 |26,659
 |-
 |}

== Строящиеся и проектируемые коллайдеры ==
{| class="wide wikitable"
 !Ускоритель
 !Центр, город, страна
 !Год запуска
 !Ускоряемые частицы
 !Максимальная энергия пучка, [[ГэВ]]
 ![[Светимость ускорителя|Светимость]], 10<sup>30</sup> см<sup>−2</sup>сек<sup>−1</sup>
 !Периметр (длина), [[км]]
 |-
 |[[NICA]] 
 |[[ОИЯИ]], [[Дубна]], Россия
 |2025?
 |Au-Au(79+)
 |4,5/нуклон
 |0,001
 |0,503
 |-
 |[[Супер чарм-тау фабрика|Super c-tau]]
 |[[Институт ядерной физики СО РАН|ИЯФ]], [[Новосибирск]], Россия
 |?
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |3
 |100 000
 |0,780
 |-
 |[[Мюмютрон]]
 |[[Институт ядерной физики СО РАН|ИЯФ]], [[Новосибирск]], Россия
 |?
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |0,408
 |80
 |0,023
 |-
 |[[eRHIC]]
 |[[Брукхейвенская национальная лаборатория|BNL]], США
 |?
 |e-p, e-Au
 |10-30 (e-), 250 (p), 130/[[нуклон|n]] (Au)
 |1000 (e-p)
 |3,834
 |-
 |[[Future Circular Collider|FCC]]
 |[[CERN]]
 |2040?
 |pp, e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |100 000 (pp), 175 (e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>)
 |1 000 000
 |100
 |-
 |[[Международный линейный коллайдер|ILC]]
 |Япония
 |?
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |500?
 |
 |30-50?
 |-
 |}

== Исторические коллайдеры ==
{| class="wide wikitable"
 !Ускоритель
 !Центр, город, страна
 !Годы работы
 !Ускоряемые частицы
 !Максимальная энергия пучка, [[ГэВ]]
 ![[Светимость ускорителя|Светимость]], 10<sup>30</sup> см<sup>−2</sup>сек<sup>−1</sup>
 !Периметр (длина), [[км]]
 |-
 |[[AdA]]
 |[[Национальная лаборатория Фраскати|Фраскати]], Италия; [[Орсэ]], Франция
 |1961—1964
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |0,25
 |0,00001
 |0,003
 |-
 |[[ВЭП-1]]
 |[[Институт ядерной физики СО РАН|ИЯФ]], [[Новосибирск]], СССР
 | 1963—1968
 |e<sup>−</sup>e<sup>−</sup>
 |0,16
 |0,005
 |0,0027
 |-
 |[[CBX]]
 |[[Национальная ускорительная лаборатория SLAC|SLAC]], [[Стэнфорд (Калифорния)|Стэнфорд, Калифорния]], США
 |1963—1967
 |e<sup>−</sup>e<sup>−</sup>
 |0,55
 |0.03
 |0,012
 |-
 |[[ВЭПП-2]]
 |ИЯФ, Новосибирск, СССР
 | 1965—1972
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |0,7
 |0,38
 |0,0115
 |-
 |[[ACO (коллайдер)|ACO]]
 |Орсэ, Франция
 |1965—1975
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |0,55
 |0,11
 |0,022
 |-
 |[[ADONE]]
 |[[Национальная лаборатория Фраскати|Фраскати]], Италия
 |1969—1993
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |1,5
 |0,3
 |0,105
 |-
 |[[CEA (коллайдер)|CEA]]
 |[[Кембридж (Массачусетс)|Кембридж]], США
 |1971—1973
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |3,5
 |10
 |0.2268
 |-
 |[[ISR (коллайдер)|ISR]]
 |[[ЦЕРН|CERN]]
 |1971—1984
 |pp, p{{overline|p}}
 |31,5
 |140, 0.025
 |0,948
 |-
 |[[SPEAR]]
 |SLAC, Стэнфорд, США
 |1972—1990
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |3
 |12,5 на 2,6 ГэВ
 |
 |-
 |[[ВЭПП-2М]]
 |ИЯФ, Новосибирск, СССР/Россия
 |1974—2000
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |0,7
 |3
 |0,01788
 |-
 |[[DORIS (коллайдер)|DORIS]]
 |[[DESY]], [[Германия]]
 |1974—1993
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |5.6
 |10
 |0.288
 |-
 |[[DCI]]
 |Орсэ, Франция
 |1976—?
 |e<sup>±</sup>e<sup>±</sup>
 |3,6
 |
 |
 |-
 |[[PETRA]]
 |DESY, Германия
 |1978—1986
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |20
 |
 |
 |-
 |[[CESR]]
 |[[Корнелльский университет|Cornell]]
 |1979—2002
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |6
 |1280 на 5,3 ГэВ
 |0,768
 |-
 |[[PEP]]
 |SLAC, Стэнфорд, США
 |1980—1990
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |30
 |
 |
 |-
 |[[Протонный суперсинхротрон|Sp{{overline|p}}S]]
 |CERN
 |1981—1984
 |p{{overline|p}}
 |315
 |
 |6,9
 |-
 |[[TRISTAN]]
 |[[KEK]], [[Япония]]
 |1986—1995
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |32
 |45
 |3,018
 |-
 |[[Теватрон|Tevatron]]
 |[[Фермилаб|Fermilab]], США
 |1987—2011
 |p{{overline|p}}
 |980
 |171
 |6,28
 |-
 |[[SLC (коллайдер)|SLC]]
 |SLAC, Стэнфорд, США
 |1988—1998
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |45
 |
 |
 |-
 |[[Большой электрон-позитронный коллайдер|LEP]]
 |CERN
 |1989—2000
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |104,6
 |24 на Z<sup>0</sup>; 100 при >90 ГэВ
 |26,659
 |-
 |[[ВЕРС]]
 |[[IHEP]], [[Пекин]], Китай
 |1989—2005
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |2,2
 |5 на 1,55 ГэВ;<br>12,6 на 1,843 ГэВ
 |0,2404
 |-
 |[[HERA]]
 |DESY, Германия
 |1992—2007
 |e<sup>±</sup>p
 |e<sup>±</sup>: 30; p: 920
 |75
 |6,336
 |-
 |[[PEP-II]]
 |SLAC, Стэнфорд, США
 |1999—2008
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |e<sup>−</sup>: 12; e<sup>+</sup>: 4
 |10025
 |2,2
 |-
 |[[KEKB]]
 |KEK, Япония
 |1999—2010
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |e<sup>−</sup>: 8; e<sup>+</sup>: 3,5
 |16270
 |3,016
 |-
 |[[CESR|CESR-c]]
 |Cornell
 |2002—2008
 |e<sup>+</sup>e<sup>−</sup>
 |6
 |60 на 1,9 ГэВ
 |0,768
 |-
 |}

== Неосуществлённые проекты ==
* [[Ускорительно-Накопительный комплекс|УНК (Ускорительно-Накопительный комплекс)]] — незавершённый проект по созданию протон-протонного коллайдера в [[Институт физики высоких энергий|Институте физики высоких энергий]], [[Протвино]].
* [[ВЛЭПП]].
* Novosibirsk Phi-factory.
* [[Superconducting Super Collider|SSC]], США.
* {{нп3|SuperB}}, Италия.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
{{Родственные проекты|Тема=Коллайдер|Викисловарь=коллайдер}}
* {{статья|автор=[[Будкер, Герш Ицкович|Г. И. Будкер]]|заглавие=Ускорители со встречными пучками частиц|ссылка=http://ufn.ru/ru/articles/1966/8/a/|издание=[[УФН]]|год=1966|том=89|выпуск=4|страницы=533|doi=}}
* {{статья|автор=В. Д. Шильцев|заглавие=Коллайдеры частиц высоких энергий: прошедшие 20 лет, предстоящие 20 лет и отдалённое будущее|ссылка=http://ufn.ru/ru/articles/2012/10/d/|издание=[[УФН]]|год=2012|том=182|страницы=1033—1046|doi=10.3367/UFNr.0182.201210d.1033}}
* [http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/10123670-EiLV6p/10123670.pdf The Rise of Colliding Beams], B.Richter, Proc. 3rd International Symposium on the History of Particle Physics (1992).
* [http://arxiv.org/abs/1307.3116 The first colliders: AdA, VEP-1 and Princeton-Stanford], V.Shiltsev, 2013.

{{Внешние ссылки}}
{{Типы ускорителей заряженных частиц}}

[[Категория:Физика элементарных частиц]]
[[Категория:Физика ускорителей]]
[[Категория:Ускорители частиц]]
[[Категория:Коллайдеры]]