Tevatron

Il Tevatron (sullo sfondo) e il Main Injector.

Il Tevatron è un acceleratore di particelle (o sincrotrone) del Fermi National Accelerator Laboratory a Batavia (IL), negli Stati Uniti d'America. Il Tevatron accelera protoni e antiprotoni in un anello di 6,3 km sviluppando un'energia che arriva fino a 1 TeV. 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.

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 positivi così creati utilizzando un potenziale elettrico. 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 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. I protoni e gli antiprotoni sono accelerati in direzioni opposte e si scontrano, in corrispondenza dei rilevatori CDF e DØ, all'energia nel centro di massa di 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.

Il 30 settembre 2011, dopo 28 anni di attività viene annunciata la chiusura dell'acceleratore.

Scoperte

Nel 1995 gli esperimenti CDF e DØ 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 B_s.

Voci correlate

• Zevatron
• Bevatron

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)

Collegamenti esterni

Stato aggiornato di funzionamento del Tevatron (in inglese)

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