Slowo
LEP pochodzi od pierwszych liter angielskiej nazwy akceleratora -
Large Electron Positron collider.
Jest to najwiekszy na swiecie akcelerator przeciwbieznych wiazek
e+e-. Zaleta takiego akceleratora sa bardzo
czyste warunki eksperymentalne, w porownaniu z analogicznymi urzadzeniami
zderzajacymi hadrony.
LEP zostal zbudowany w sierpniu 1989r. (plany budowy zatwierdzono
w 1981r., a wiercenie podziemnego tunelu rozpoczeto w 1983r.)
w Europejskim Laboratorium Czastek
Elementarnym (CERN) pod Genewa.
Laboratorium to zostalo zalozone w roku 1952 i prowadzone sa
tam badania oddzialywan w zderzeniach czastek elementarnych o wysokiej energii.
Tunel akceleratora o dlugosci blisko 27 km (najdluzszy na swiecie)
znajduje sie na glebokosci od 40 do 175 m pod powierzchnia ziemi. Ze wzgledu
na warunki geologiczne jego plaszczyzna nachylona jest pod katem 1.4 stopnia
wzgledem poziomu.
Schemat LEP-u, z uwzglednieniem poczatkowych stopni przyspieszania,
przedstawiony jest na rysunku.
Wstepnie elektrony i pozytony sa przyspieszane w 2 akceleratorach liniowych
LIL i EPA (odpowiednio do energii 200 MeV i 600 MeV) i 2 kolowych
PS i
SPS
(3.5 GeV i 20 GeV). Nastepnie, juz w LEP-ie, ponad 500 nadprzewodzacych wnek
rezonansowych, przyspiesza czastki do koncowych energii (obecnie 91.2 GeV).
Ponadto na rysunku uwzgledniono inne akceleratory CERN-u sluzace do
przyspieszania protonow, antyprotonow, a takze ciezkich jonow.
Wiazki elektronow i pozytonow skladaja sie z 8 peczkow o dlugosci
ok. 2 cm, rownomiernie rozlozonych na calym obwodzie. Wiazki prowadzone sa
rownolegle do siebie (przez kilka tysiecy magnesow) i przecinaja sie tylko
w 4 punktach, gdzie umieszczone sa detektory (ALEPH, DELPHI, L3 i OPAL)
. Zderzenia wiazek zachodza co
11 mikrosekund.
W pierwszej fazie projektu, nazywanej
LEP1 (lata 89-95),
akcelerator pracowal przy energii w obszarze masy bozonu Zo,
(energia w srodku masy Ecm = 91.2 GeV).
W tym czasie kazdy z
czterech eksperymentow zarejestrowal ponad 3.5 mln przypadkow
Zo (juz pod koniec 1989 roku liczba bozonow
Zo zarejestrowanych na LEP-ie przekroczyla o rzad wielkosci
wczesniejsza swiatowa statystyke tych czastek). Dzieki
tak duzym probkom danych, ich czystosci oraz bardzo dokladnemu pomiarowi
energii wiazek, wykonano szereg
precyzyjnych pomiarow parametrow MS, co
umozliwilo testy tego modelu z dokladnoscia siegajaca jednego
promila.
Program fizyczny drugiej fazy LEP2
zapoczatkowanej w
1995 r. obejmuje, oprocz uzupelnienia testow modelu standardowego przy
wyzszych energiach, poszukiwanie nowych procesow i czastek,
przewidywanych w
szczegolnosci przez teorie supersymetryczne. W fazie tej stopniowo podnoszona
jest energia, od 130 GeV w 1995 r. do 204 GeV w 1999 r. (obecnie dane sa
zbierane przy Ecm = 184 GeV).
Program fizyczny LEP2 obejmuje m.in.:
pomiar masy bozonu W z dokladnoscia 50 MeV (obecna
dokladnosc wynosi 260 MeV), z bezposredniej produkcji
W+W-,
pomiar sprzezen trojbozonowych,
bezposrednie poszukiwanie czastek Higgsa w zakresie masy do
ok. 100 GeV,
poszukiwanie nowych czastek lub procesow przewidywanych przez inne
teorie.
W porownaniu z LEP1, LEP2 charakteryzuja stosunkowo niskie wartosci
przekrojow czynnych, dlatego otrzymane probki beda mialy
nizsza statystyke. Oczekuje sie np. 45000 przypadkow
W+W-.