הצגת המקור של הדף "מאיץ ההדרונים הליניארי של CERN"

{{לשכתב|כל הערך=כן|סיבה=תרגמת וחוסר עדכניות|נושא=מדעי הטבע|נושא2=מדע וטכנולוגיה}}
[[קובץ:Linac1 facility at CERN.jpg|ממוזער|Linac 1, בשימוש מ-1958 ועד 1992]]
'''מאיץ ההדרונים הליניארי של CERN{{כ}} (CERN Hadron LINAC)''' הוא [[מאיץ חלקיקים]] ליניארי, שמאיץ [[אלומת חלקיקים|אלומות חלקיקים]] (לרוב [[האדרון|הדרונים]]) ממנוחה, ובכך מהווה את השלב הראשון בהאצת החלקיקים במערך המאיצים של ה[[CERN|מרכז לחקר פיזיקת החלקיקים CERN]] ומשמש מקור חלקיקים למאיצים המעגליים הבאים במערך.

מאיץ חלקיקים ליניארי הוא סוג של מאיץ חלקיקים שמסלול ההאצה שלו ישר, אשר מאיץ חלקיקים של [[יון|יונים]] או [[פרוטון|פרוטונים]]. פעולה זאת נעשית על ידי העברת החלקיקים דרך סדרה של תאים בעלי [[מתח חשמלי]], כך שכאשר חלקיק נכנס לתא במהלך ההאצה שלו מהירותו גדלה. מאחר שהחלקיקים המואצים נעים בקבוצות-קבוצות, והם בעלי מטען חשמלי זהה בסימן, פועלים ביניהם כוחות דחייה חשמליים, ולכן בעזרת [[המגנט הארבע-קטבי|מגנטים ארבע-קוטביים]] מרכזים את קבוצות החלקיקים יחד כך שיעברו כמקשה אחת דרך תאי המאיץ.

== Linac 1 ==
המאיץ הקווי הראשון של CERN תוכנן בראשית שנות החמישים במטרה לשמש מקור חלקיקים מואצים ל[[סינכרוטרון|סינכרונטרון פרוטון]] (PS). התכנית המקורית של מאיץ זה תוכננה על בסיס מאיץ דומה שב- [[:en:Atomic_Energy_Research_Establishment|AERE]] (מכון המחקר לאנרגיה אטומית) אשר באנגליה. האצת אלומות החלקיקים הראשונה שלו התרחשה ב-1958. בשנת 1959 המאיץ כבר פעל במלואו והאיץ לראשונה פרוטונים באנרגיה של 50MeV (מיליון [[אלקטרון וולט|אלקטרון-וולט]]) כמקור חלקיקים עבור מאיץ [[סינכרוטרון|הסינכרונטרון פרוטון]] (PS).<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://home.cern/science/accelerators/linear-accelerator-1|כותרת=Linear accelerator 1 {{!}} CERN|אתר=home.cern|תאריך_וידוא=2020-06-11}}</ref>

משנה זו החלה התפתחות מהירה ואינטנסיבית ושיפור מתמיד של מאיץ זה. התפתחות זו הגיעה לשיאה בשנת 1978 כאשר ניתן היה להגיע לזרם פרוטון מרבי של 70 mA באורכי [[פולס]] של 100μs. משנת 1972 ואילך, המאיץ הליניארי 1 לא העביר את הפרוטונים ישר ל[[פרוטון-סינכרוטרון (PS)|פרוטון סינכרונטרון]] (PS) אלא לפ[[:en:Proton_Synchrotron_Booster|רוטון סינכרונטרון בוסטר]] (PSB). ה-PSB נבנה כדי לאפשר לאלומות הפרוטונים להגיע לאנרגיות גבוהות יותר כבר לפני כניסתם ל-PS .

Linac 1 היה מקור החלקיקים היחידי של פרוטונים למאיצי ה[[סינכרוטרון]] של CERN עד אשר המאיץ הליניארי 2 Linac2 החליף אותו בשנת 1978. לאחר ש Linac2 החליף את Linac1, Linac1 המשיך לשמש כמתקן בדיקה של יישומים שונים שהתבצעו במקום, כגון בדיקה ויישום של [[תדר רדיו]] ריבוע כמאיץ הראשוני, וכך החליף בשנת 1984 את הגנרטור Cockcroft–Walton generator המקורי. יתר על כן, פותחו דרכים ליצירת והאצת [[קרינת אלפא|חלקיקי α]], אטומי <sup>-</sup>H ו[[דאוטריום]]. אטומי <sup>-</sup>H שימשו כמקור חלקיקים ניסוי - [[טבעת היונים באנרגיה נמוכה|טבעת יונים באנרגיה נמוכה -]] [[טבעת היונים באנרגיה נמוכה|LEAR]] . החל מסוף 1986 ואילך, Linac1 שימש גם להאצת יוני [[חמצן]] [[גופרית|וגופרית]].

בשנת 1992 הופסקה פעולתו של Linac1.

== Linac 2 ==
[[קובץ:Linac 2 facility at CERN.jpg|ממוזער|Linac 2, בשימוש מ-1978 ועד 2018, נועד להאיץ פרוטונים]]
בשנת 1963 הוחלט לבנות מאיץ ליניארי חדש להחלפת המאיץ Linac1 על מנת לעמוד בקצב ההתקדמות הטכנית של המכונות האחרות במערך המאיצים של CERN. בשנת 1978 החליף Linac2 את Linac1 כמקור העיקרי של אלומות פרוטונים.<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://home.cern/science/accelerators/linear-accelerator-2|כותרת=Linear accelerator 2 {{!}} CERN|אתר=home.cern|תאריך_וידוא=2020-06-11}}</ref>
[[קובץ:Linac 3 at CERN.jpg|ממוזער|Linac 3, נכון להיום (2019), נועד על מנת להאיץ יונים]]
מאיץ ליניארי 2 (Linac 2) הוא נקודת המוצא לפרוטונים המשמשים בניסויים ב- .CERN

מקור הפרוטון הוא בקבוק [[מימן|גז מימן]] בקצה אחד של Linac 2. המימן מועבר דרך [[שדה חשמלי]] כדי לנתק את ה[[אלקטרון|אלקטרונים]] של אטומי המימן ובכך להשאיר רק את [[גרעין האטום|הגרעין]] שלהם, שהוא פרוטונים, שיכנסו למאיץ. כשהם מגיעים לקצה השני, הפרוטונים הגיעו לאנרגיה של 50 MeV ולפי [[תורת היחסות|תורת היחסות של איינשטיין]] מסתם גדלה ב־5%.. לאחר מכן הם נכנסים למגבר Proton Synchrotron Booster, השלב הבא בשרשרת המאיץ ש CERN אשר לוקח אותם לאנרגיה גבוהה יותר.

אלומות הפרוטונים מוקרנות מבקבוק המימן עד 100 מיקרו-שניות לדופק. הפולסים חוזרים שוב ושוב עד לייצור מספיק של פרוטונים.

== Linac 3 ==
linac 3 נבנה בתוך המנהרה של לשעבר, לאחר שהוזמן ב-1994. הוא נבנה במיוחד כדי להאיץ יונים כבדים, לאחר שניסוים עם linac 1 ודרישה גוברת מ[[הקהילה המדעית]] הציעו לבנות חדש אשר יוקדש למטרה זו. החלקיקים המואצים בו הם בעיקר יוני [[עופרת]], המסופקים לניסויי ה-[[מאיץ LHC|LHC]], ה-PSB וניסויי יעד קבוע ב-SPS וב[[טבעת היונים באנרגיה נמוכה]] (LEIR) . לצורך הזמנות, גם יוני חמצן הואצו.<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://home.cern/science/accelerators/linear-accelerator-3|כותרת=Linear accelerator 3 {{!}} CERN|אתר=home.cern|תאריך_וידוא=2020-06-11}}</ref>

המאיצים הקווים ב-CERN החליפו תפקידים במהלך השנים. לאחר שנבנה Linac2, Linac1 שימש למסירת יונים לניסויים [[סופר פרוטון סינכרוטרון|בסופר פרוטון סינכרונטרון]]. בקרוב היה לחץ לספק יונים כבדים יותר לחקר פלזמה של [[קווארק]]ים [[גלואון|וגלואונים]], ולכן הוקם Linac3 הייעודי. זה התחיל בשנת 1994, וסיפק יונים למאיץ Proton Synchrotron Booster) PSB). כעת הוא מזריק יוני עופרת לטבעת היון הנמוכה, שמכינה אותם להזרקה ל-LHC.

Linac3 משתמש בכ־500 מיליגרם של עופרת לשבועיים של ניתוח. במקור החלקיקים ובזמן ההאצה דרך Linac3, אלקטרונים מורחקים. בסופו של דבר, כל האלקטרונים מוסרים והעופרת הופכת לגרעינים חשופים, שקל יותר להאיץ מאשר יונים שלמים.

Linac3 צפוי להיות בשימוש עד לפחות 2022.

== Linac 4 ==
Linac4 הוא מאיץ ליניארי עתידי שכרגע נמצא בהזמנה. ה-Linac4 נועד להגביר יוני מימן שליליים [[אנרגיה|לאנרגיות]] גבוהות. הוא אמור להפוך למקור האצת הפרוטון עבור ה-LHC בשנים 20–201920.<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://home.cern/science/accelerators/linear-accelerator-4|כותרת=Linear accelerator 4 {{!}} CERN|אתר=home.cern|תאריך_וידוא=2020-06-11}}</ref>
[[קובץ:Linac 4 at CERN.jpg|ממוזער|Linac 4, מיועד להחליף את Linac 2 ב-2020 ולהאיץ יוני מימן שליליים]]
המכונה החדשה כוללת מקור H-ion וארבעה סוגים של מבנה מואץ: החלקיקים מואצים בכמה שלבים, תחילה ל־3 MeV על ידי תדר רדיו ריבועי (RFQ), ואז ל־50 MeV על ידי linacs tube drift) DTLs), לאחר מכן ל־100 MeV על ידי צינורות סחף מצמידים-חלל (CCDTLs), ולבסוף ל־160 MeV על ידי מבני .Pi-mode) PIMS) החומרה של Linac 4 כוללת גם ציוד שנקרא קו מסוק. תפקידו לחתוך את האלומה באותה תדר כמו זו של ה-PS Booster.

היונים מורחקים משני האלקטרונים שלהם במהלך ההזרקה מ-Linac 4 במאיץ ה[[פרוטון-סינכרוטרון (PS)|פרוטון סינכרונטרון]] כדי להשאיר רק פרוטונים. זה מאפשר ליותר חלקיקים להצטבר בסינכרונטרון, מפשט את ההזרקה, מפחית את אובדן האלומה בהזרקה ומעניק קרן מבריקה יותר.

אורך Linac4 הוא 86 מטר ונמצא 12 מטרים מתחת לאדמה. קרניים החלו להיות מיוצרות בשנת 2013 ואנרגיית ציון הדרך של 160 MeV הושגה בשנת 2016, לאחר הזמנת כל המבנים המואצים. במהלך הכיבוי הארוך שתוכנן לשנים 20–2019, הוא יחליף את Linac2, שמאיץ כיום פרוטונים ל־50 MeV. ה-Linac4 הוא מרכיב מרכזי בפרויקט להגדלת הזוהר של ה-LHC בעשור הבא.

==קישורים חיצוניים==
{{ויקישיתוף בשורה}}

== הערות שוליים ==
{{הערות שוליים|יישור=שמאל}}

[[קטגוריה:מאיצי חלקיקים]]
[[קטגוריה:CERN]]