LHeC

Nuvarande standardlayout för LHeC recirkulerande linjär elektronacceleratorkomplex. Kollisioner med protonstrålen inträffar vid interaktionspunkten (IP).

Large Hadron Electron Collider ( LHeC ) är en acceleratorstudie för en möjlig uppgradering av den befintliga LHC- lagringsringen - den protonaccelerator som för närvarande har högst energi i drift vid CERN i Genève . Genom att lägga till en ny elektronaccelerator till protonacceleratorringen skulle LHeC möjliggöra undersökning av elektron-proton- och elektron-jonkollisioner med oöverträffade höga energier och hastigheter, mycket högre än vad som hade varit möjligt vid elektron-protonkollideren HERA vid DESY kl . Hamburg, som avslutade sin verksamhet 2007. LHeC har därför ett unikt forskningsprogram, som om understrukturen av protonen och kärnorna eller fysiken hos den nyupptäckta Higgs-bosonen . Det är en elektron-jonkolliderare , liknande planerna i USA och på andra håll, även om den nuvarande designen inte skulle inkludera polariserade protoner.

Baslinjedesignen för LHeC består av två supraledande linjära partikelacceleratorer ("linacs") vardera ca 1 km långa, arrangerade i en racerbana konfiguration tangentiell till LHC. Varje linac ger cirka 10 GV acceleration, därför gör elektronerna tre varv i racerbanan och når en energi på cirka 60 GeV innan de kolliderar med 7 TeV protoner eller 2,7 TeV blyjoner. En unik egenskap hos designen är optimeringen för en särskilt låg strömförbrukning. Detta uppnås genom att bromsa elektronstrålen efter kollisionen och få tillbaka nästan all sin energi till linacernas radiofrekvenshålrum, en princip som kallas energiåtervinning. För närvarande pågår förberedelser för ett internationellt samarbete med CERN för att utveckla supraledande acceleratorkaviteter, med lämplig frekvens på 802 MHz. Parallellt genomförs en designstudie för en linac-testplattform för energiåtervinning vid CERN. Relaterat till proton- och tungjonfysiken i LHC, studeras också fysikprogrammet och en detektor för LHeC. För maximal användning av drifttiden och resurserna för LHC-komplexet vid CERN är det tänkt att elektron-proton- och proton-proton-data tas samtidigt. LHeC-elektronstrålen kan komma att kombineras med en multi-10-TeV protonstråle inom en lång framtid, vilket är under övervägande i en världsomspännande studie vid CERN sedan 2013.

• " The Large Hadron-Electron Collider at the HL-LHC ", 2020 uppdatering av 2012 års konceptuella designrapport
• " Electrons at the LHC: a new beginning ", CERN Courier , juni 2014
• " A Large Hadron Electron Collider at CERN: Report on the Physics and Design Concepts for Machine and Detector ", Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics , 2012
• " Electrons for the LHC ", CERN Courier , april 2012