Фокусирующая система для формирования нейтринных пучков с широким энергетическим спектром Советский патент 1991 года по МПК H05H7/00 

-у/

ON Ю О N3 СО 4

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к оптике пучков частиц высоких энергий

Цель изобретения - увеличение потока нейтрино (антинейтрино) на детектор во всем диапазоне энергий.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - спектры нейтрино для фокусирующей системы, взятой в качестве известного (кривая I) и предлагав- мого (кривая II) устройств, а также соответствующие спектры фоновых антинейтрино (кривые III и IV), рассчитанные для энергии ускоренных протонов 3000 ГэВ и одинаковой геометрии нейтринного канала (длина распадной базы 4 км, расстояние от конца распадной базы до детектора 1,5 км, радиус детектора 0,56 м).

Объективы 1 и 2 способны сфокусировать пучок л: ,К-мезонов в широком импуль- сном интервале, причем объектив 1 расположен вплотную к мишени 3 нейтринного канала, чтобы обеспечить максимальный захват лг,К-мезонов с мишени. Градиенты поля в квадрупольных линзах объективов, диаметр их апертур и расстояние между объективами 1 и 2 оптимизируются на получение максимального потока нейтрино на детектор во всем диапазоне энергий при выбранной энергии нейтринно- го канала.

Для очистки формируемого пучка Я,К- мезонов от частицдругого знака используется бездисперсная четырехмагнитная система, состоящая из магнитов 4-7, в которой на участке между средними магнитами 5-6, где создается линейная дисперсия и частицы разного знака заряда пространственно разделены, расположен поглотитель 8. Горизонтальные и вертикальные размеры апертур магнитов 4-7 выбираются достаточными для пропускания формируемого объективами 1-2 пучка п ,К-мезонов. Так как фон создается только на участке от ми- шени 3 до поглотителя 8, где присутствуют

частицы обоих знаков заряда, то бездисперсная четырехмагнитная система расположена сразу после первого объектива 1.

Фокусирующая система работает следующим образом.

Протонный пучок сбрасывается на мишень 3 нейтринного канала, и я,К-мезоны, рожденные в мишени, захватываются первым объективом 1. В бездисперсной четы- рехмагнитной системе я,К-мезоны разного знака пространственно разделяются и в поглотителе 8 происходит гашение частиц ненужного знака заряда, выделенные частицы нужного знака фокусируются двумя объективами 1 и 2 в широком интервале импульсов в направлении детектора и, распадаясь, образуют поток нейтрино на детектор.

Проведенные расчеты показали (фиг. 2), что в эквивалентных условиях предлагаемая фокусирующая система-no сравнению с известной позволяет увеличить поток нейтр и- но (антинейтрино) на детектор в зависимости от диапазона энергий в. 2-4 раза при сохранении низкого уровня фона нейтрино (антинейтрино).

Формула изобретения

Фокусирующая система для формирования нейтринных пучков с широким энергетическим спектром от распада я, К-мезонов, содержащая объектив из квад- рилольных магнитных линз, перед которым установлена отклоняющая магнитная система и поглотителья, К-мезонов, знак заряда которых противоположен знаку заряда фокусируемых я,К-мезонов, отличаю- щ а я с я тем, что, с целью увеличения потока нейтрино, в нее дополнительно введены один или два объектива из квадруполь- ных магнитных линз, а отклоняющая система выполнена в виде бездисперсной по импульсу четырехмагнитной системы, между магнитами которой расположен поглотитель, при этом отклоняющая магнитная система расположена между объективами из квадрупольных магнитных линз.

О

О

о.

.КГ

ш

Ј

а -о

2

о

-JO

1CJ7

ХЛ

Изобретение относится к ускорительной технике. Целью изобретения является увеличение потока нейтрино (антинейтрино) на детектор во всем диапазоне энергий. Цель достигается тем, что протонный пучок сбрасывается на мишень 3 нейтринного канала и я, К-мезоны, рожденные в мишени, захватываются первым объективом 1. В бёз- дисперсной четырехмагнитной системе л, К-мизоны разного знака пространственно разделяются, и в поглотителе 8 происходит гашение частиц ненужного знака заряда. Выделенные частицы нужного знака фокусируются двумя объективами 1 и 2 в широком интервале импульсов в направлении детектора и, распадаясь, образуют поток нейтрино на детектор. 2 ил. N- Ё

500

Фиг. 2

1000 р.ГэВ/с