Tevatron
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Il Tevatron è un acceleratore di particelle (o sincrotrone) del Fermi National Accelerator Laboratory a Batavia (Illinois) (USA) ed è attualmente il collisore di particelle con la più alta energia al mondo. Il Tevatron accelera protoni e antiprotoni in un anello di 6,3 km sviluppando un energia che arriva fino a 1 TeV[1]. Il Tevatron è stato completato nel 1983 con un costo di 120 milioni di dollari ed è stato regolarmente aggiornato da quel momento. La costruzione dell'iniettore principale (Main Injector) è stata la modifica più importante, è durata 5 anni a partire dal 1994 con un costo finale di 290 milioni di dollari.
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[modifica] Funzionamento
L'accelerazione delle particelle viene ottenuta mediante diversi passaggi; il primo stadio si svolge nel generatore di Cockroft-Walton di 750 Kev, una sorta di "pre-acceleratore", che ionizza dell'idrogeno gassoso e accelera gli ioni negativi così creati utilizzando un potenziale elettrico positivo. Tali ioni attraversano in seguito un acceleratore lineare (linac) di 150 m di lunghezza, e vedono aumentare al propria energia fino a 400 MeV, attraverso l'interazione con campi elettrici variabili. Gli ioni passano infine attraverso una lamina di carbonio, la quale rimuove gli elettroni e permette ai protoni rimasti di accedere al cosiddetto Booster.
Il Booster è un piccolo acceleratore magnetico circolare, che ciascun protone percorre fino a 20.000 volte per raggiungere un'energia di circa 8 GeV. Dal Booster le particelle passano nel Main Injector, terminato nel 1999, che può accelerarle fino a 150 GeV. Esso può inoltre produrre protoni di 120 GeV di energia utilizzati per la creazione di antiprotoni, che si ottengono facendo collidere i protoni con un bersaglio di nickel. Protoni e antiprotoni sono in seguito inviati al Tevatron vero e proprio.
Nel Tevatron, le particelle provenienti dal Main Injector sono accelerate fino a 980 GeV e raggiungono velocità prossime a quelle della luce. I protoni e gli antiprotoni sono accelerati in direzioni opposte e si scontrano, in corrispondenza dei rilevatori CDF e D0, a 1.96 TeV. Per mantenere le particelle lungo il percorso stabilito, il Tevatron utilizza magneti superconduttori raffreddati nell'elio liquido, che producono un campo magnetico di intensità pari a 4,2 Tesla.
Il sistema di raffreddamento del Tevatron è stato dichiarato "International Historic Landmark" dall'American Society of Mechanical Engineers, il 27 settembre 1993. Esso è divenuto l'impianto criogenico operante alla temperatura più bassa, dal momento del suo completamento (avvenuto nel 1978), e mantiene le spire dei magneti allo stato superconduttivo, che permette di consumare solo 1/3 della potenza richiesta a temperature ordinarie.
[modifica] Scoperte
Nel 1995 gli esperimenti CDF e D0 hanno permesso di determinare l'esistenza del quark top, e nel 2007 ne hanno misurato la massa con una percentuale di errore vicina all'uno per cento. Nel 2006, inoltre, è stata osservata per la prima volta l'oscillazione Bs.
[modifica] Note
[modifica] Voci correlate
| Lista di acceleratori di adroni | ||||||
| Intersecting Storage Rings | CERN, 1971–1984 | |||||
| Super Proton Synchrotron | CERN, 1981–1984 | |||||
| ISABELLE | BNL, cancellato nel 1983 | |||||
| Tevatron | Fermilab, 1987–2009 | |||||
| Relativistic Heavy Ion Collider | BNL, operativo dal 2000 | |||||
| Superconducting Super Collider | Cancellato nel 1993 | |||||
| Large Hadron Collider | CERN 2008–2020 (stima) | |||||
