Perspective in dezvoltarea sistemelor de accelerare

Perspective in dezvoltarea sistemelor de accelerare

În general, toate marile laboratoare care dispun de sisteme de accelerare pentru ioni grei relativisti au fost si sunt preocupate de cresterea performantelor tehnice ale sistemelor de accelerare de care dispun. Eforturile sunt indreptate, in principal, spre cresterea energiei pe nucleon a nucleelor incidente, cresterea numerelor de masa ale nucleelor incidente, marirea intensitatii si luminozitatii fasciculului incident. Pe de alta parte, o atentie deosebita s-a acordat introducerii sistemelor de accelerare de tip "collider".

Printre sistemele de accelerare intrate in functiune recent se numara si Nuclotron-ul de la IUCN Dubna [26,27] - care asigura accelerarea unor nuclee cu A £ 30 la energii in jur de 7 GeV/nucleon - si a Numatron-ului de la Tokyo. Sunt in pregatire si alte sisteme de accelerare, cum ar fi: Tevalac-ul de la LBL (S.U.A.), Saturne+Mimas de la Saclay (Franta) s.a.

Cele mai importante eforturi ale comunitatii stiintifice internationale au fost si sunt, insa, concentrate pentru realizarea - la sfarsitul mileniului al doilea, respectiv, in primul deceniu al mileniului al treilea - a doua mari sisteme de accelerare, de tip 'collider', la BNL si, respectiv, CERN [26-29], sisteme care sa confirme intrarea in cea de a treia perioada a a etapei sistemelor de accelerare.

Sistemul de accelerare de la BNL, numit RHIC - adica Reltivistic Heavy Ion Collider (Collider-ul de Ioni Grei Relativisti) - are la baza Sincrotronul cu Gradient Alternant si acceleratoarele de injectie existente. Lor le-au fost adaugate o noua sursa de ioni, un ciclotron - intrat deja in functiune inainte de 1999, un sincrotron si un 'collider'. Acest sistem de accelerare permite ciocniri de nuclee cu A £ la energii de cateva sute de GeV/ nucleon, in sistemul centrului de masa. În prezent, collider-ul de ioni grei relativisti de la Laboratorul National Brookhaven din SUA poate accelera ioni de aur la energii disponibile in sistemul centrului de masa cuprinse intre 56 A GeV si 200 A GeV (28 A GeV/c, respectiv, 100 A GeV/c, in sistemul laboratorului). Primele testari au fost facute in cursul anului 1999, iar primele experimente s-au desfasurat in vara anului 2000 la toate sistemele de detectori asociate, la energii in SCM de 56 A GeV si 130 A GeV. Ele au continuat in anul 2001 la energii in SCM de 200 A GeV, tot pentru ciocniri Au-Au.  Fizicienii romani au participat activ la desfasurarea achizitiei de date experimentale pentru ciocniri Au-Au folosind sistemul de detectori BRAHMS [28,30].

La CERN este in lucru un alt sistem de accelerare, care va fi folosit pentru studii in domenii diverse ale Fizicii energiilor inalte, inclusiv de Fizica nucleara relativista. El se numeste LHC (Large Hadron Collider) si va intra in functiune in primul deceniu al secolului XXI. Ca si marea majoritate a celorlalte sisteme el foloseste sistemele de accelerare anterioare. În acest caz este vorba despre SPS (Super Proton Sincrotron - Supersincrotronul de protoni) si sistemele asociate. Este important de aratat ca noul sistem de accelerare va permite accelerarea unor nuclee cu A pana la energii de cativa TeV/nucleon. De exemplu, se vor putea accelera nuclee de plumb (A = 208) asigurandu-se energii totale disponibile in sistemul centrului de masa de 1262 TeV, luminozitati in jur de 1.8x10²⁷ cm^-2s^-1 si intensitati de 5x10¹⁰ ioni/fascicul [26]. Rezultatele preliminarii sunt incurajatoare, avand in vedere faptul ca s-a reusit deja - cu o noua sursa de ioni la SPS - sa se accelereze ioni de Pb la 168 GeV/nucleon inca din toamna anului 1994 [11,13].