Hadron Elektron Ring Anlage

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HERA (Hadron-Elektron-Ringanlage o Acceleratore ad Anello Adrone-Elettrone) è un acceleratore di particelle che si trova ad Amburgo, Germania, presso il DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron). Ha iniziato la sua attività nel 1992. La sua attività si è conclusa il 30 giugno 2007 alle 23:35 con la chiusura del suo pre-acceleratore principale (PETRA), che verrà convertito in una sorgente di radiazione sincrotronica.

Nell'apparato gli elettroni o i positroni vengono fatti collidere con i protoni ad un'energia nel centro di massa (o centro di inerzia) di 318 GeV. È, al momento, l'unico acceleratore leptone-protone al mondo ed è anche quello più avanzato per lo studio di frontiera di certe regioni del range cinematico. Il suo acronimo ricorda la dea Era, sorella e moglie di Zeus. Gli scienziati tedeschi hanno utilizzato spesso nomi della mitologia greca per nominare le loro apparecchiature o i loro esperimenti.

HERA si trova al di sotto del DESY vicino al Volkspark, all'incirca tra i 15 e i 30 metri al di sotto della superficie ed ha una circonferenza di 6,3 km. Attualmente sono allo studio 3 delle quattro interazioni (o forze) negli esperimenti chiamati H1, ZEUS ed HERMES. La quarta interazione è stata studiata in un esperimento ora abbandonato che si chiamava HERA-B. Tutti questi esperimenti fanno uso di rilevatori di particelle.

I leptoni ed i protoni vengono stoccati all'estremità di ciascuno dei due anelli che si trovano all'interno del tunnel HERA.

I leptoni (elettroni e positroni) vengono pre-accelerati fino a 450 MeV nell'acceleratore lineare LINAC-II. Da qui vengono trasferiti nell'anello DESY-II ed accelerati fino a 7.35 GeV prima di essere trasferiti dentro PETRA dove vengono acceletari fino a 12 GeV. Infine vengono iniettati nel loro anello all'interno del tunnel HERA fino a raggiungere l'energia di 27.5 GeV. Quest'anello di confinamento è dotato di magneti caldi che mantengono i leptoni nel loro percorso circolare mediante un campo magnetico che raggiunge gli 0,17 tesla.

I protoni vengono ottenuti da ioni idrogeno in origine caricati negativamente e pre-accelerati fino a 50 MeV in un acceleratore lineare. Poi vengono iniettati nel proto-sincrotrone DESY-III ed accelerati ulteriormente fino a 7 GeV. Poi vengono anch'essi trasferiti a PETRA ed accelerati fino a 40 GeV. Infine vengono iniettati nell'anello di confinamento all'interno del tunnel HERA dove raggiungono l'energia finale di 920 GeV. Anche in questo caso vengono utilizzati dei magneti superconduttori per mantenere i protoni nel loro tragitto.

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