1981–1991ISABELLE(英語版)BNL、1983年中止テバトロンFNAL、1987–2011SSC1993年中止RHICBNL、2000–現在LHCCERN、2009–現在FCC(英語版)計画中テバトロン(英語:Tevatron)は、アメリカ合衆国イリノイ州バタビアにあるフェルミ国立加速器研究所(フェルミラボ)が有する衝突型粒子加速器である。2008年にCERNのLHCが稼動開始するまでは世界最大の衝突型加速器であった。周長6.3kmのシンクロトロンを用いて、陽子と反陽子を最大エネルギー1TeVまで加速することが可能であり、これは「テバトロン」の名称の由来ともなっている[1][2]。テバトロンは1億2000万ドルの工費をかけて、1983年に完成した。稼働開始後も定期的に性能向上が図られ、1994年には2億9000万ドルをかけてメイン・インジェクター(前段加速器)が新設された。トップクォークの発見に初めて成功するなどの功績をあげたものの[3]、LHCの稼働開始によりテバトロンは2010年頃に運用を終了する見込みとなった。2010年には、一度2014年まで運用を延期する計画が持ち上がったものの資金不足により頓挫し[4]、2011年1月10日にアメリカ合衆国エネルギー省よりテバトロンを閉鎖するという発表がされ[5]2011年9月30日14時(アメリカ夏時間)に運転終了した[6]。外部リンク歴史[編集]1968年12月1日、線形加速器(リニアック)が起工した。メイン加速器の格納容器は1969年10月3日に、NALの所長ロバート・ラスバン・ウィルソンが最初にシャベルで地面を掘って建設を開始した。kmのフェルミラボのメインリングとなった[7]。MeVビームを1970年12月1日に始動した。GeVビームは1971年5月20日に初めて生成された。1971年6月30日に、陽子ビームが国立加速器研究所のメインリングを含む加速器システム全体に初めて導入された。GeVまでしか加速されなかった。MeVの陽子を取り出し、そのエネルギーを80億電子ボルトまで「ブースト」した。その後、陽子はメイン加速器に入射された[1]。同年のメインリングが完成する前、ウィルソンは1971年3月9日に原子力合同委員会に対して、超伝導磁石を使用することでより高いエネルギーを達成することが可能であると証言した。彼はまた、メインリングの既存の磁石と並行して稼働させるために、メインリングのトンネルを使用して同じ場所に新しい磁石を設置することを提案した。これがテバトロンプロジェクトの出発点だった[8]。テバトロンは1973年から1979年まで研究開発段階にあり、メインリングにおける加速は引き続き強化された[9]。GeVにまで加速が向上した。GeVで日常的に稼働するようになった[1]。GeVまで引き上げた。(TeV)という新しいエネルギースケールを導入する機会が得られた。GeVの初期循環陽子ビーム(高周波電力の加速なし)しか得られていなかった[10]。従来の磁石のメインリングは、その下に超伝導磁石を設置するために1981年に閉鎖された。メインリングは、2000年にメインリングの西側にメインインジェクターが完成するまで、テバトロンのインジェクターとして機能し続けた[8]。GeV—は1983年7月3日に生成された[11]。GeVが1984年2月16日に達成された。TeVの陽子‐反陽子衝突が成し遂げられた[12]。メインリングに取って代わった[13]メインインジェクターは290万ドルの費用で1993年から6年間に建てられた、最も重要な追加だった[14]。テバトロンコライダーランIIは施設のアップグレードが正常に完了した後、2001年3月1日に開始された。GeVのエネルギーを供給することができた[13]。2004年7月16日に、テバトロンはCERNのインターセクティングストレージリング(英語版)(ISR)が以前に保持していた記録を破る新たなピークルミノシティ(英語版)を達成した。s−1)になった[12]。テバトロンは2011年9月30日に運転終了した。TeV(2010年3月18日以降)をそれぞれ達成している。メカニズム[編集]加速はいくつかの段階で引き起こされていた。keVのコッククロフト・ウォルトン前段加速器で、水素ガスがイオン化され、正電圧を使用して生成された負イオンが加速された。MeVまで加速された。その後、イオンはカーボンホイルを通過して、電子を除去し、荷電した陽子はブースターに移動した。[15]ブースターは小さな円形のシンクロトロンであり、その周りを陽子が最大20,000回通過することで、約8GeVのエネルギーが得られた。ブースターから粒子はメインインジェクターに供給された。メインインジェクターは1999年に完成し、多くのタスクを実行していた。GeVまで増加させる、そして陽子または反陽子をテバトロンに入射させることができた。反陽子は反陽子源によって生成された。GeVの陽子がニッケルターゲットと衝突し、反陽子を含む一連の粒子が生成され、アキュムレータリングに収集および保存することができた。リングは反陽子をメインインジェクターに渡すことができた。GeVまで加速できた。粒子を軌道上に保持するために、テバトロンは液体ヘリウムで冷却され4.2テスラの磁場を生み出す774個のニオブチタン(英語版)超電導双極磁石を使用した。磁場は粒子が加速するにつれ、約20秒傾斜した。別の240個のNbTi(英語版)四重極磁石を使用してビームの焦点を合わせた[2]。s−1のルミノシティを実現することができた[16]。(英語版)に選ばれた。テバトロンの超電導磁石に低温の液体ヘリウムを供給するこのシステムは、1978年の完成時点で存在する最大の低温システムだった。このシステムによって、粒子ビームを曲げて焦点を合わせる磁石のコイルは超伝導状態に保たれたため、常温のときの3分の1しか電力を消費しなかった[9]。成果[編集]テバトロンは理論素粒子物理学で予測されたいくつかの亜原子粒子の存在を確認もしくは存在について示唆を与えた。GeV)を1%に近い精度で測定した。2006年、CDF共同研究グループはBs振動(英語版)を初めて測定したことと2種類のシグマ粒子を観測したことを報告した[17]。グザイ粒子の直接観測を報告した[18]。2008年9月、DØ共同研究グループは測定された質量がクォークモデルの予測より有意に大きい「二重ストレンジ」オメガ粒子Ω−bの検出を報告した[19][20]。探索結果を公開した[21]。MeV/c2で、標準モデルの予測と非常によく一致しており、DØ実験で以前に報告された値のような兆候は見られなかった。MeV/c2すなわち6.2標準偏差の差異がある。CDFによって測定された質量が理論的予測値とよく一致することから、CDFによって発見された粒子が実際にΩ−bであることが強く示唆されている。LHC実験の新しいデータにより、近い将来に状況が明らかになると期待される。(LHC)で予定されていた発表の2日前の2012年7月2日、CDFとDØの共同研究によるテバトロン衝突型加速器の科学者は、2001年以降に発生した約500兆回の衝突の分析結果を発表した。GeVの範囲にありそうであることを発見した[22][23]。観察された兆候の統計的有意性は2.9シグマであり、これはこのような特性を持つ粒子が実際に存在しなかった場合、その大きさの信号が発生する可能性は550分の1にすぎないことを意味する。テバトロンからのデータ分析では、最終的にヒッグス粒子が存在するかどうかの問題は解決しなかった[24][25]。(ATLAS)[27]というより正確なLHCの結果を発表した。LHCとテバトロンのヒッグス粒子が存在する質量範囲に関する測定結果が矛盾しないことにより、ヒッグス粒子が存在する強い証拠となった。地震検知[編集]地震は、たとえ数千マイル離れていたとしても、磁石に強い動きを引き起こし、ビームの品質に悪影響を与え、さらには破壊することさえあった。そのため、テバトロンの磁石に傾斜計を取り付けて、微小な動きを監視し、問題の原因をすばやく特定できるようにした。(2002年)(英語版)で、2004年6月28日に発生した中程度の局所地震によるコライダーのシャットダウンもあった[28]。(2010年)といった20を超える地震から発生するシャットダウンに至らない微小な地震動がテバトロンで検出された[29]。2012年10月7日閲覧。2011年9月25日閲覧。2011年9月25日閲覧。2011年9月25日閲覧。2013年9月12日閲覧。2012年10月7日閲覧。2012年10月7日閲覧。2015年8月12日閲覧。2012年10月7日閲覧。2012年10月7日閲覧。2012年10月7日閲覧。2011年10月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年10月7日閲覧。2009年12月2日閲覧。2006年10月23日閲覧。2007年7月25日閲覧。2008年9月4日閲覧。2012年8月2日閲覧。2012年8月2日閲覧。2012年7月7日閲覧。2012年7月7日閲覧。(日時は個人設定で未設定ならばUTC)。表示-継承ライセンスの下で利用可能です。追加の条件が適用される場合があります。詳細は利用規約を参照してください。Cookieに関する声明モバイルビュ。