リニアック4がLHCインジェクションチェーンの最初のアクセラレータになりました。

Linac 4はCERNの複合施設に加わる最新のアクセラレータです。 クレジット:Andrew Hara / CERN

CERN コントロールセンター(CCC)が再び騒然としています。 2回目の長いシャットダウン(LS2)はCERNの最新の加速器–ライナック4 –で終了し、2年間の修理と冬眠からの加速器複合体のゆっくりとした覚醒が始まりました。 8月中旬までの3週間の機械開発の実行では、負の水素イオンの低エネルギービーム(H)PSブースターに接続されてから初めて、アクセルの最初の部分を飛行します。 8月20日、公称エネルギー160 MeVの最初のビームが機械全体を加速し、線形加速器の端にある専用のビームダンプに到達しました。 今後数か月の間に、新しい加速器の試運転が終了し、12月にPSブースターにさまざまなビームを提供する準備が整います。

CERNは、その円形加速器、特に27 kmの円周の大型ハドロン衝突型加速器で有名です。 しかし、これらのより大きな機械を循環する陽子は、まず、控えめで比較的小さな線形加速器、またはリニアックで加速されます。 2018年、1978年以来CERNの加速器複合体に陽子を供給していたLinac 2がついに引退し、86メートルの長さのLinac 4がその準備が整いました。 しかし、新しいマシンには、それを操作するチームにとって新しい課題が伴います。

7月下旬からの機械開発フェーズは、以前はライナック2の運用も行っていた陽子源を担当する加速器およびビーム物理グループ(ABP)チームが担当しました。 「ABPは、Linac 4の最初の構造、いわゆる高周波四重極またはRFQを介してビームを確実に送信できるようにしました。ビーム損失は少なくなります」と、運用グループ(OP)のチームを率いるBettina Mikulecは述べています。 Linac 4だけでなくPS Boosterも担当しています。 3週間にわたって、ABPは、RFQに入る粒子の角度を改善するために、陽子源の最適化と再調整にも取り組みました。 次に、ABPはOPからチームにコミッショニングするためにアクセラレータを渡しました。

Linac 4は、下流で発射される陽子ビームのプロファイルを形成するという点で、前作とは動作が大幅に異なります。 「Linac 4を使用すると、ビームの追加パラメーターを調整できるため、ロスのないプロセスでBoosterに給電できます」とMikulec氏は付け加えます。 「また、ビームのエネルギースプレッドをブースターの許容範囲に合わせることができますが、Linac 2では、実際にはビームの入射前の長さのみを調整しました。」 新しい加速器は、リニアック2の50 MeV動作よりも大幅に高い160 MeVのエネルギーでPSブースターに粒子を注入します。これにより、ブースターは2 GeVのエネルギーでビームを陽子シンクロトロン(PS )、以前の1.4 GeVの値よりも高い。

試運転段階は、Linac 4の長期的な運用にとって非常に重要です。装置の適格性確認、ビーム装置の最適化などは、加速器内のビームでのみ実行できます。 今週、Linac 4は最大エネルギーでの運用に向けて段階的に導入されました。 「とりわけ、ABPと協力して機械の光学系を検証し、PSブースターの注入ポイントに最適な条件を提供しています」とミクレック氏は指摘します。

ビームは現在、Linac 4の専用ビームダンプに送られ、9月以降、ブースターのすぐ上流にあるビームダンプに衝突する前に、PSブースターに向けて注入ラインを下って送られます。 Linac 4チームはフル稼働し、12月7日にPS Boosterにビームが届くのを楽しみにしています。

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