El Super Proton Synchrotron (SPS, supersincrotrón de protones) es un acelerador de partículas de 6.9km de largo situado en el CERN en Ginebra (Suiza). Esta máquina es un acelerador de partículas, es decir, un dispositivo que acelera partículas muy pequeñas, como los protones, hasta velocidades altísimas para estudiar su comportamiento.
Historia El SPS fue diseñado por un equipo liderado por John Adams, director general de lo que era entonces conocido como Laboratorio II. Originalmente especificado como un Acelerador de 300 GeV, el SPS fue construido en realidad para ser capaz de400 GeV, una energía operativa que alcanzó en la fecha oficial de puesta en servicio del 17 de junio de 1976. Sin embargo, para entonces, esta energía había sido superada por Fermilab, que alcanzó una energía de500 GeV el 14 de mayo de ese año.
El SPS se ha utilizado para acelerar protones y antiprotones, electrones y positrones (para su uso como inyector para el Gran Colisionador de Electrones y Positrones (LEP)), e iones pesados.
Entre 1981 y 1991, el SPS funcionó como un colisionador de hadrones (más precisamente, de protones y antiprotones) (por lo que se le denominó Sp p S), cuyos haces proporcionaron los datos para los experimentos UA1 y UA2, que dieron lugar al descubrimiento de los bosones W y Z. Estos descubrimientos y una nueva técnica para enfriar partículas llevaron a Carlo Rubbia y Simon van der Meer al Premio Nobel en 1984.
Entre 2006 y 2012, el SPS fue utilizado por el experimento CNGS para producir un haz de neutrinos que se detectaba en el Laboratorio Nacional del Gran Sasso, en Italia, a 730 km (450 millas) del CERN.
Operaciones posteriores El SPS se utiliza como inyector final para haces de protones de alta intensidad para el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que comenzó su operación preliminar el 10 de septiembre de 2008, para el cual acelera protones desdeDe 26 a 450 GeV. El propio LHC los acelera luego a varios teraelectronvoltios (TeV).
El funcionamiento como inyector permite la continuación del programa de investigación de objetivos fijos en curso, donde el SPS proporcionaHaces de protones de 400 GeV para varios experimentos activos de blanco fijo, incluidos COMPASS, NA61/SHINE y NA62.
El SPS ha servido y continúa sirviendo como banco de pruebas para nuevos conceptos en física de aceleradores. En 1999 sirvió como observatorio para el fenómeno de la nube de electrones. En 2002 y 2004, el SPS produjo núcleos de oro a partir de blancos de plomo. En 2003, el SPS fue la primera máquina donde se midieron directamente los términos impulsores de resonancia hamiltoniana. Y en 2004, se llevaron a cabo experimentos para cancelar los efectos perjudiciales de los encuentros de haces (como los del LHC).
Las cavidades de RF del SPS operan a una frecuencia central de200,2 MHz.
Grandes descubrimientos Entre los principales descubrimientos científicos realizados mediante experimentos llevados a cabo en el SPS se incluyen los siguientes.
1983: El descubrimiento de los bosones W y Z en los experimentos UA1 y UA2. El Premio Nobel de Física de 1984 fue otorgado a Carlo Rubbia y Simon van der Meer por los avances que llevaron a este descubrimiento. 1999: El descubrimiento de la violación directa de CP por el experimento NA48.Fanti, V.; Lai, A.; Marras, D.; et al. (1999). "A new measurement of direct CP violation in two pion decays of the neutral kaon". Physics Letters B. 465 (1–4): 335–348. arXiv:hep-ex/9909022. Bibcode:1999PhLB..465..335F. doi:10.1016/S0370-2693(99)01030-8. S2CID 15277360
Actualización para LHC de alta luminosidad El Gran Colisionador de Hadrones requerirá una actualización para aumentar considerablemente su luminosidad durante la década de 2020. Esto implicaría mejoras en toda la cadena de acelerador lineal, preinyector e inyector, incluido el SPS.
Como parte de esto, el SPS deberá poder manejar un haz de intensidad mucho mayor. Una mejora considerada en el pasado fue aumentar la energía de extracción a1 TeV . Sin embargo, la energía de extracción se mantendrá en450 GeV mientras se actualizan otros sistemas. El sistema de aceleración se modificará para manejar los voltajes más altos necesarios para acelerar un haz de mayor intensidad. El sistema de descarga del haz también se actualizará para que pueda aceptar un haz de mayor intensidad sin sufrir daños significativos.
Referencias
Enlaces externos
Registro del experimento SPS en INSPIRE-HEP
Categoría:Sincrotrones Categoría:Ciencia de 1976