Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2008


Protonit erotetaan ennen kiihdyttämistä vetyatomeista sähkökentän avulla niin sanotussa ionilähteessä: kaasumaisella vedyllä täytetyssä metallisäiliössä.

Yksinkertaistetusti voi sanoa, että vetykaasun läpi päästetään sähköpurkaus, joka ionisoi vetyatomeja.

Tämän jälkeen protonit imaistaan sähkökentän avulla ensimmäiseen esikiihdyttimeen, joka tavallisesti on pieni lineaarikiihdytin. Sitten ohjat ottaa toinen kiihdytin, ja energiaa lisätään. Näin jatketaan vaiheesta toiseen.

Esimerkiksi Cernin LHC:ssä annetaan protoneille lineaarikiihdytysvaiheessa 50 MeV:n energia.
Lineaarikiihdyttimestä ne syötetään protonisynkrotroniin (Booster), jossa ne saavat 1 GeV:n energian. Sitten ne ohjataan toiseen protonisynkrotroniin (PS), joka antaa niille 25 GeV:n energian. PS:stä protonit syötetään isompaan synkrotroniin (SPS), jossa ne kiihdytetään 450 GeV:n energiaan. Ja vihdoin SPS:stä protonit sujautetaan LHC:n kahteen synkrotroniin, jossa ne on tarkoitus kiihdyttää kulkemaan vastakkaisiin suuntiin 7 TeV:n energialla törmäyttämistä varten.

Tällainen vaiheittain kiihdyttäminen on edullista protonisuihkun intensiteetin säilymiselle. Jos protoneja kiihdytettäisiin levosta 7 TeV:hen samassa kiihdyttimessä, liian suuri osa niistä joutuisi hukkaan. Kiihdyttimien sovittaminen toisiinsa on siis tärkeä osa kiihdyttimien fysiikkaa.

Vastaaja:


Jorma Tuominiemi


hiukkasfysiikan dosentti


Helsingin yliopisto

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla