Laboratoria w DESY

• Zadania
• Zalozenie i podsawa prawna
• Zatrudnienie, budzet i finanse
• Personel
• Miedzynarodowa wspolpraca w DESY
• Akceleratory w DESY
• Badania w DESY

Zadania

Wachlarz badan: Od krysztalow do kwarkow

Celem DESY jest prowadzenie badan podstawowych w naukach przyrodniczych ze szczegolnym uwzglednieniem dwoch obszarow:

• badania fundamentalnych wlasnosci materii w fizyce czastek
• zastosowanie promieniwania synchrotronowego w fizyce powierzchnii,fizyce materialow, chemii, biologii molekularnej, geofizyce i medycynie

DESY wyroznia sie wiec szerokim interdyscyplinarnym spektrum badan.

Zalozenie i podstawa prawna

DESY powstalo jako niezalezna fundacja prawa cywilnego 18 stycznia 1959 roku w Hamburgu. Instytut Fizyki Wysokich Energi w Zeuthen stal sie odzialem DESY 1 stycznia 1992 roku.

Zatrudnienie, budzet i finanse

DESY-Hamburg, ktore ma 1050 stalych pracownikow otrzymuje rocznie okolo 250 milionow marek; DESY-Zeuthen, ktore ma 135 stalych pracownikow otrzymuje okolo 25 milionow marek. Rzad federalny daje 90% budzetu a miasto Hamburg i federalny kraj Brandenburgia pozostale 10%.

Personel

Personel DESY to:

• w Hamburgu: 1390 osob, w tym 300 naukowcow
• w Zeuthen: 170 osob, w tym 65 naukowcow

W 1994 roku, 128 studentow i 205 doktorantow bralo udzial w badaniach prowadzonych w Hamburg i Zeuthen; zatrudnionych bylo 122 naukowcow.

DESY is training 60 young people in commercial and technical trades in Hamburg and 12 in Zeuthen.

Miedzynarodowa wspolpraca w DESY

2600 naukowcow z 280 uniwersytetow i instytutow z 35 krajow bierze udzial w badaniach w DESY:

Armenia (ARM), Australia (AUS), Austria (A), Belgia (B), Brazylia (BR), Kanada (CAN), Chiny (VRC), Czechy (CZ), Dania (DK), Estonia (EW), Niemcy (D), Finlandia (SOU), Francja (F), Grecja (GR), Wielka Brytania (GB), Wegry (H), Indie (IND), Irlandia (IRL), Israel (IL), Wlochy (I), Japonia (J), Korea (ROK), Holandia (NL), Nowa Zelandia (NZ), Norwegia (N), Polska (PL), Portugalia (P), Rosja (RUS), Szwecja (S), Slowacja (SQ), Slovenia (SLO), Hiszpania (E), Szwajcaria (CH), Ukraina (UA), Stany Zjednoczone (USA)

---

Akceleratory w DESY

Widok tunelu HERA o dlugosci 6.3 km : u gory nadprzewodzace magnesy pierscienia protonowego u dolu pirscien akceleratora elektronowego.

Typ czastek (elektrony (e-), pozytrony (e+), protony (p)); maksymalna energia wiazki; dlugosc/obwod

Akceleracja wstepna

LINAC II:  e-/e+                  450 MeV          70 m

LINAC III: p                       50 MeV          32 m

PIA:       e-/e+ (Accumulator)    450 MeV          29 m

DESY II:   e-/e+                    8 GeV         293 m

DESY III:  p                      7,5 GeV/c       317 m

PETRA II:  e-/e+: 12 GeV        p: 40 GeV/c      2304 m

Pierscienie akumulujace dla fizyki czastek

• HERA: Hadron-Electron Ring Accelerator facility
  e-/e+: 30 GeV; p: 820 GeV; 6336 m
  4 punkty oddzialywan
  podluznie spolaryzowana wiazka elektronow

Pierscienie akumulacyjne jako zrodlo promieniowania synchrotronowego

• DORIS III: e-/e+; 4.5 GeV; 289 m
  11 wiazek z magnesow odchylajacych:
  od swiatla widzialnego do promienowania X (2 eV - 200 keV)
  10 wiazek z wigglers/undulators:
  od VUV light do promieniowania X (20 eV - 200 keV)
  
• PETRA II: e-/e+; 12 GeV; 2304 m
  1 wiazka z undulator:
  twarde promieniowanie X (15 keV - 500 keV)

---

Badania naukowe w DESY

Fizyka Czastek na akceleratorze HERA

Przyklad zderzenia elektron-proton w ktorym elektron przekazuje energie i ped kwarkowi przez wymiane fotonu. Elektron jest rozproszony do gory a uderzony kwark produkuje waski pek czastek.

• Eksperymenty w zderzeniach elektron-proton
  
  • Rozwiklanie wewnetrznej struktury protonu
    
  • Poszerzenie naszej wiedzy o podstawowych silach
    
  • Szukanie nowych form materii
    
  • Szukanie nieoczekiwanych zjawiska w fizyce czastek

  H1: dziala od 1992 roku; HERA North Hall; detektor uniwersalny; 12 m x 10 m x 15 m; 2800 tonn; from inside outwards: uklad komor drutowych, liquid-argon kalorymeter, cewka nadprzewodzaca, komory mionowe, instrumented iron yoke, spektrometr mionowy, monitor swietlnosci, detektor protonow w kierunku do przodu

  ZEUS: dziala od 1992; HERA South Hall; detektor uniwersalny; 12 m x 11 m x 20 m; 3600 ton; from inside outwards: uklad komor drutowych, cewka nadprzewodzaca, kalorymetr scyntylacyjno-uranowy, komory mionowe, instrumented iron yoke, spektrometr mionowy, monitor swietlnosci, detektor protonow w kierunku do przodu

• Eksperymenty na stalej tarczy
  
  • Badanie lamania symetrii CP w ukladzie mezonow B(eksperyment HERA-B, poczatek 1998 rok)
    
  • Badanie pochodzenia spinu nukleonu (eksperyment HERMES)

  HERA-B: w budowie ; HERA West Hall; uzywa wiazke protonow; 8 m x 20 m x 9 m; 1000 ton; wewnetrzna tarcza z drutow; detektor wierzcholka i komory do detekcji torow czastek w polu magnetycznym, liczniki Czerenkowa, detektory promieniowania przejscia, kalorymetr, komory mionowe

  HERMES: dziala od 1995 roku; HERA East Hall; uzywa podluznie spolaryzowana wiazke elektronow; 3.50 m x 8 m x 5 m; 400 ton; tarcza spolaryzowanego gazu; spectrometer magnet, licznik Czerenkowa, planarne komory dryfowe, detektor promieniowania przejscia, kalorymetr ze szkla olowiowego

Badania z uzyciem promieniowania synchrotronowego na akceleratorach DORIS III i PETRA II

Widzialna skladowa widma promieniowania synchrotronowego, ktore rozciaga sie od podczerwieni do twardego promieniwania X.

Niektore przyklady:

• Analiza elementow sladowych w materialach przy uzyciu fluorescencji w promieniowaniu X
• Badanie procesow katalitycznych z duza rozdzielczoscia czasowa
• Okreslanie krotkozasiegowego uporzadkowania atomow przy pomocy spektroskopii absorbcyjnej dla promieniowania X
• Badanie struktury molekul z atomowa zdolnoscia rozdzielcza.
• Bezinwazyjna koronografia przy uzyciu promieniowania synchrotronowego

---

Plany rozbudowy

• Akcelerator elektron-proton HERA
  
  • Wzrost czestosci zderzen
    
  • Spolaryzowana wiazka protonow
    
  • Przyspieszanie jader atomowych

• Zrodla promieniowania synchrotronowego
  Konstrukcja lasera na swobodnych elektronach emitujacego koherentne promieniowanie w zakresie dalekiego nadfioletu (VUW FEL)

• Przyszle akceleratory
  Trwaja prace projektowo - konstrukcyjne na bazie ktorych zapadnie ok. roku 2000 decyzja odnosnie budowy nowego akceleratora bardzo wysokiej energii:
  • SBLC: konstrukcja i testy klasycznych miedzianych wnek rezonansowych dla projektowanego akceleratora liniowego elektron-pozytron
    
  • TESLA-TTF: Testowanie elementow przyszlego akceleratora liniowego z nadprzewodzacymi wnekami rezonansowymi z niobu. Jednoczesnie prowadzone sa tu badania nad laserem na promieniowanie rentgenowskie.

(opracowano w oparciu o strone WWW w DESY)

---