«Это достижение является важной вехой в вводе в эксплуатацию обновленного CEBAF», — сказал Хью Монтгомери, директор Jefferson Lab. «Хотя еще рано доставлять луч для экспериментов, мы начинаем видеть цветы, которые станут плодами наших трудов после этого обновления».Ускоритель CEBAF — это сверхпроводящий ускоритель, который был разработан для циркуляции электронов через от одного до пяти проходов через машину для доставки электронных пучков с максимальной энергией 4 ГэВ или 4 миллиарда электрон-вольт. Затем эти лучи доставлялись в одну из трех экспериментальных зон лаборатории, называемых холлами, где они направлялись в ядра материалов мишеней для ядерно-физических экспериментов.
Оригинальный CEBAF направил свои первые электронные пучки на мишень в экспериментальном зале в 1994 году. Благодаря эффективности первоначальной конструкции и опыту, накопленному операторами при работе машины с максимальным потенциалом, исходная машина в конечном итоге достигла рабочей энергии 6 ГэВ. .В 2008 году началось строительство по удвоению энергии ускорителя до 12 ГэВ. Модернизация на 12 ГэВ — это проект стоимостью 338 миллионов долларов, который, помимо удвоения максимальной энергии электронных пучков в ускорителе Jefferson Lab, также включает строительство четвертого экспериментального зала и модернизацию оборудования в существующих залах.В Счетном зале Зала А, где наблюдают за экспериментами во время их проведения, двумя аспирантами, ожидающими доставки луча в экспериментальный зал, были Лунву Оу, Массачусетский технологический институт, и Монги Диамини, Университет Огайо.
Поскольку ускоритель был остановлен на 18 месяцев, чтобы завершить модернизацию машины, ожидалось, что потребуются маленькие шаги для оптимизации настроек сотен компонентов для доставки более мощного пучка энергии. Первые пучки электронов на 6 ГэВ для ввода в эксплуатацию на 12 ГэВ были доставлены в Экспериментальный зал А 1 апреля в 16:00. чуть более 11 минут.«Мне нужен был хороший, надежный час с доступностью луча более 60 процентов», — сказал Арне Фрейбергер, менеджер по эксплуатации ускорителей и заместитель программы по смене. Депутаты программы определяют приоритет акселератора при его запуске.
Гол Фрейбергера еще не был продемонстрирован.В сменную бригаду ускорителей также входили старший экипаж Майк МакКоган и операторы акселератора Дэн Мозер и Брэнди Кейд. Ученый-ускоритель Ян Ван записал и предоставил информацию о характеристиках машины, а Ив Роблин был координатором по экспериментальной физике ускорителей на линии пучка А.Экипаж попробовал еще раз.
В 19:15 электронный пучок был доставлен на площадку для захвата пучка Холла А. Трехходовой луч работал всего несколько минут, после чего отключился источник питания для системы безопасности персонала, что привело к отказу системы и остановке ускорителя. Система работала точно так же, как и была разработана в случае такой неисправности, гарантируя, что ни один рабочий никогда не пострадает.
Генри Робертсон позвонил, чтобы прояснить проблему с ошибкой системы безопасности персонала, чтобы команда могла продолжить работу.Команда попыталась еще раз, и сразу после 21:00 луч переместился. В 21:30 Фрейбергер вызвал двух аспирантов, наблюдающих за экспериментальным залом А, и попросил их вставить свою углеродную мишень в пучок.
Лунву Оу, аспирант Массачусетского технологического института, и Монги Диамини, аспирант Университета Огайо, подчинились.Наконец, в 22:25 команда ускорителя отправила первые электроны с энергией 6,1 ГэВ в экспериментальную мишень и удерживала их там в течение следующих 75 минут.
Этот график показывает данные, которые были собраны в краткосрочном периоде.
Показанные электроны были измерены на правом спектрометре высокого разрешения Холла А после столкновения с ядрами в углеродной мишени.Прогон удовлетворял требованию для этапа 2 (2-09) проекта модернизации на 12 ГэВ «Завершение ввода в эксплуатацию балки А».
Эта веха определяется как «события, зарегистрированные при взаимодействии пучка с мишенью с использованием детекторных систем спектрометра Холла А с энергией пучка в 3 прохода> 6 ГэВ и средним током пучка не менее 2 нА».«Мы были здесь для этого, но на самом деле это могла быть любая комбинация наших руководителей, операторов и заместителей, потому что мы собрали такую замечательную группу сотрудников и коллег», — прокомментировал Фрейбергер.Достижение этой вехи следует за критически важным этапом ввода ускорителя в эксплуатацию, который был завершен 5 февраля, когда электроны были отправлены вокруг ускорителя с полным ускорением энергии обновления 2,2 ГэВ за один проход.
Это был первый запуск ускорителя CEBAF в соответствии с проектными спецификациями.Следующей вехой в запуске CEBAF на 12 ГэВ является доставка 5,5-проходного электронного пучка с энергией более 10 ГэВ на установку Холла Д. Таггера.
Электроны с энергией 12 ГэВ в конечном итоге будут генерировать пучок фотонов для Холла D в Таггере. Электронные пучки с энергией до 11 ГэВ будут доставлены в три другие экспериментальные зоны, залы A, B и C. В этих залах проводится модернизация и устанавливается новое оборудование для расширения исследовательских возможностей, доступных ученым.
Доставка этой энергии пучка была первой демонстрацией пучка, превышающего рабочую энергию исходного ускорителя, и знаменует появление первых пучков для ядерно-физических экспериментов в эпоху 12 ГэВ. Эти первые эксперименты обеспечат более точные измерения структуры протона (прецизионные измерения упругого сечения протона при высоком Q2 и измерения зависимых от спиральности сечений глубоко виртуального комптоновского рассеяния с CEBAF при 12 ГэВ). работать в Экспериментальном зале А.