SLAC

SLAC , acronyme de Stanford Linear Accelerator Center , laboratoire national américain des accélérateurs de particules pour la recherche en physique des particules à haute énergie et en physique du rayonnement synchrotron, situé à Menlo Park, en Californie. Un exemple de Big Science après la Seconde Guerre mondiale, le SLAC a été fondé en 1962 et est géré par l'Université de Stanford pour le Département américain de l'énergie. Ses installations sont utilisées par des scientifiques des États-Unis et du monde entier pour étudier les constituants fondamentaux de la matière. Le SLAC abrite le plus long accélérateur linéaire (linac) au monde - une machine de 3,2 km (2 miles) de long qui peut accélérer les électrons à des énergies de 50 gigaélectrons volts (GeV; 50 milliards d'électrons volts).

SLAC

Le concept du linac d'électrons multi-GeV SLAC a évolué à partir du développement réussi de linac d'électrons plus petits à l'Université de Stanford, qui a abouti au début des années 1950 à une machine de 1,2 GeV. En 1962, les plans de la nouvelle machine, conçue pour atteindre 20 GeV, ont été autorisés et le linac de 3,2 km a été achevé en 1966. En 1968, des expériences au SLAC ont fourni la première les électrons d'énergie du linac ont été autorisés à frapper des protons et des neutrons dans une cible fixe - pour la structure interne (c.-à-d. les quarks) dans les protons et les neutrons. Richard E. Taylor du SLAC a partagé le prix Nobel de physique 1990 avec Jerome Isaac Friedman et Henry Way Kendall du Massachusetts Institute of Technology (MIT) pour la confirmation du modèle quark de la structure des particules subatomiques.

La capacité de recherche du SLAC a été augmentée en 1972 avec l'achèvement du Stanford Positron-Electron Asymmetric Rings (SPEAR), un collisionneur conçu pour produire et étudier les collisions électron-positon à des énergies de 2,5 GeV par faisceau (plus tard mis à niveau à 4 GeV). En 1974, des physiciens travaillant avec SPEAR ont rapporté la découverte d'une nouvelle saveur plus lourde de quark, connue sous le nom de «charme». Burton Richter du SLAC et Samuel CC Ting du MIT et du Brookhaven National Laboratory ont reçu le prix Nobel de physique en 1976 en reconnaissance de cette découverte. En 1975, Martin Lewis Perl a étudié les résultats des événements d'annihilation électron-positon se produisant dans les expériences SPEAR et a conclu qu'un nouveau parent lourd de l'électron - appelé tau - était impliqué. Perl et Frederick Reines de l'Université de Californie, Irvine,partagé le prix Nobel de physique 1995 pour leurs contributions à la physique de la classe lepton des particules élémentaires, à laquelle appartient le tau.

SPEAR a été suivi par un accélérateur de particules à faisceau de collision plus gros et à plus haute énergie, le Positron-Electron Project (PEP), qui a commencé à fonctionner en 1980 et a porté les énergies de collision électron-positon à un total de 30 GeV. À mesure que le programme de physique des hautes énergies du SLAC a été transféré au PEP, l'accélérateur de particules SPEAR est devenu une installation dédiée à la recherche sur le rayonnement synchrotron. SPEAR fournit désormais des faisceaux de rayons X de haute intensité pour les études structurelles de divers matériaux, allant des os aux semi-conducteurs.

Le projet Stanford Linear Collider (SLC), qui est devenu opérationnel en 1989, consistait en d'importantes modifications du linac original pour accélérer les électrons et les positrons à 50 GeV chacun avant de les envoyer dans des directions opposées autour d'une boucle de 600 mètres (2000 pieds) de aimants. Les particules de charge opposée ont pu entrer en collision, ce qui a entraîné une énergie de collision totale de 100 GeV. L'augmentation de l'énergie de collision caractéristique du SLC a conduit à des déterminations précises de la masse de la particule Z, le porteur neutre de la force faible qui agit sur les particules fondamentales.

En 1998, le linac de Stanford a commencé à alimenter en PEP-II, une machine composée d'un anneau de positons et d'un anneau d'électrons construits l'un au-dessus de l'autre dans le tunnel PEP original. Les énergies des faisceaux sont réglées pour créer des mésons B, des particules contenant le quark inférieur. Celles-ci sont importantes pour comprendre la différence entre la matière et l'antimatière qui donne lieu au phénomène appelé violation de CP.