Proton Synchrotron

Datei:Aerial view of PS at CERN in 1965.jpg

Das Betriebsgelände des Proton Synchrotrons im Jahre 1965

Das Proton Synchrotron (PS) ist ein Synchrotron-Teilchenbeschleuniger mit 628 m Umfang am CERN. Mit dem Linearbeschleuniger LINAC II auf 50 MeV beschleunigte Protonen werden in den Proton Synchrotron Booster (PSB) eingespeist und auf 1,4 GeV beschleunigt, bevor sie in den PS weitergeleitet werden.

Geschichte

Das Proton Synchrotron ging erstmals im November 1959 in Betrieb. Die feierliche Eröffnung des CERN-Synchrotrons fand am 5. Februar 1960 in Anwesenheit zahlreicher Kernforscher statt.<ref>Klaus Hoffmann: J. Robert Oppenheimer: Schöpfer der ersten Atombombe. Springer, 1995, ISBN 978-3-540-59330-0, S. 267 (eingeschränkte Vorschau in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.). </ref> Mit einer Protonenenergie von 28,3 GeV war es bis zur Inbetriebnahme des Alternating Gradient Synchrotron im Juli 1960 der stärkste Teilchenbeschleuniger weltweit.<ref>The Proton Synchrotron starts up | timeline.web.cern.ch. Abgerufen am 5. Februar 2025. </ref> Die höchste Protonenenergie eines Teilchenbeschleunigers hatte mit 10 GeV bis dahin das Synchrophasotron erreicht.<ref>Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig Super Proton Synchrotron marks its 25th birthday.] Cerncourier, , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 26. Dezember 2009 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2 Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung</ref>

Mit dem Bau der nächsten Beschleuniger-Generationen kamen dem Proton Synchrotron verschiedene Rollen als Vorbeschleuniger zu, erst wurde das in den 1970er-Jahren errichtete Super Proton Synchrotron (SPS) mit Protonen gespeist. In den Jahren 1989–2000, als das Super Proton Synchrotron selbst als Vorbeschleuniger des Large Electron-Positron Collider (LEP) diente, wurde das SPS vom PS mit Elektronen und Positronen gespeist. Seit dem Bau des Large Hadron Colliders (LHC) speist das PS das SPS mit Protonen und mit Bleikernen. Im Herbst 2006 wurde auf einer Konferenz zur Ausarbeitung von Wegen zur Steigerung der Luminosität des LHC eine Ablösung des PS durch einen Neubau mit doppeltem Umfang befürwortet.<ref>Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig LUMI'06 takes strides towards LHC upgrade.] CERN Courier, , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 28. November 2009 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2 Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung</ref> Planungen von Anfang 2009 sahen den Bau des Proton Synchrotron 2 (PS2) und den Ersatz der Vorbeschleuniger des PS vor,<ref name="MBenedikt_StatusFeb2009">Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig PS2 Project and Status.] CERN, , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 1. Dezember 2009 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2 Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung</ref> welche aber aus finanziellen Überlegungen im Jahr 2011 verworfen wurden.<ref name="SLHC-PP-Final-Report-2011">SLHC-PP Preparatory Phase of the Large Hadron Collider Upgrade. (pdf; 11,5 MB) CERN, 6. Juni 2011, S. 2, abgerufen am 1. August 2013 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref>

Betrieb

Der intensive Protonenstrahl des Proton Synchrotron wird zur Erzeugung von Antiprotonen genutzt. Die erzeugten Antiprotonen wurden für Experimente mit Antimaterie erst mit dem PS selbst abgebremst, bis der speziell für diesen Zweck errichtete Antiproton Decelerator AD im Juli 2000 in Betrieb ging.<ref>Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig 50 years of CERN - CERN's heart beats as strong as ever.] CERN Courier, , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 27. Januar 2004 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2 Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung</ref> Ab 1981 wurde das SPS für Proton-Antiproton-Kollisions-Experimente genutzt, dazu wurden die mit dem PS erzeugten Protonen erst in einem Speicherring „Antiprotonen-Akkumulator“ zwischengespeichert und anschließend nach Vorbeschleunigung im PS in das SPS eingeschleust.<ref>Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig When CERN saw the end of the alphabet.] CERN Courier, , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 1. Mai 2003 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2 Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung</ref>

Der Strahl im PS wird durch konventionelle, nicht supraleitende Magnete gelenkt, wodurch der Betrieb bei Raumtemperatur möglich ist. Durch Umbauten konnte die ursprüngliche Strahlintensität der 1950er-Jahre um Faktor 1000 gesteigert werden, die maximale Protonenenergie liegt zurzeit bei 25 GeV. Im PS wurden neben Protonen, Elektronen und Positronen auch Antiprotonen, Alpha-Teilchen, Sauerstoffionen und Schwefelionen beschleunigt.<ref>Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig CERN - PS: a versatile juggler of particles.] , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 24. November 2009 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2 Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung</ref>

Weblinks

Commons: Proton Synchrotron – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

46.2319444444446.0486111111111Koordinaten: 46° 13′ 55″ N, 6° 2′ 55″ O; CH1903: 492771 / 121008

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