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Speicherring


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Ein Speicherring ist ein ringförmiges Vakuumgefäß das innerhalb eines Ringmagneten angeordnet ist zur Speicherung von hochenergetischen elektrisch geladenen Elementarteilchen dient.

Die Teilchen werden sehr hoch beschleunigt stehen dann in zwei gegeneinander gerichteten Teilchenstrahlen Kollisionsexperimente zur Verfügung. Auf diese Weise kann gesamte kinetische Energie in Masse umgewandelt werden.

Speicherringe benötigen stabile Teilchen wie Protonen Antiprotonen oder Elektronen .

Man kann mit Hilfe von Speicherringen Synchrotronstrahlung erzeugen.

Inhaltsverzeichnis

Speicherring-Standorte

Speicherringe finden sich
  • am CERN
    • LEP - Large Electron Positron Storage Ring 5 km 50 GeV)
    • LHC - Large Hadron Collider (27 km TeV)
  • an der Universität Dortmund
    • DELTA - Dortmunder Elektronen Speicherring Anlage (110 m)
  • am DESY siehe unten

DESY-Beschleuniger und HERA bei Hamburg

DESY steht für Deutsches Elektronen-Synchrotron und wurde 1959 in einem eigenen Staatsvertrag in Hamburg gegründet. In der Nähe Hamburgs existieren seit längerem zwei Ring synchrotrone HERA und PETRA. Sie sollen an geplanten 33 km (!) langen Linear-Teilchenbeschleuniger namens angebunden werden der in einem annähernd horizontalen knapp unter der Erdoberfläche verlaufen soll. Die Genauigkeitsanforderungen an die Vermessung und Herstellung sind bei solchen Bauwerken so hoch dass die Geodäten schon für die Planungsphase neue Meßsysteme entwickeln mussten.

An HERA dem größeren Ringsynchrotron forschen mehrere internationale Forschergruppen. Sie entwickeln bauen und in langjähriger gemeinsamer Arbeit komplexe Messgeräte von teilweise riesigen Ausmaßen und werten Datenmengen aus. In den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde das Forschungsprogramm von DESY um den Schwerpunkt Synchrotronstrahlung erweitert. Im Hamburger Synchrotronlabor HASYLAB ermöglicht Strahlung heute eine Vielzahl von Experimenten in Atom - und Festkörperphysik Chemie Geologie Materialforschung Molekularbiologie und Medizin .

Teilchenbeschleuniger HERA

Die große Hadron - Elektron - Ring -Anlage HERA ist seit 1992 im Forschungsbetrieb. HERA ist der erste einzige Speicherring bei dem beide Arten von Materieteilchen miteinander kollidieren: Protonen und Elektronen (bzw. ihre Antiteilchen die Positronen). HERA besteht aus zwei jeweils 6 3 Kilometer langen Beschleunigern in unterirdischen Tunnel.
Der eine beschleunigt Elektronen auf eine von 27 5 Giga - Elektronenvolt der andere Protonen auf eine Energie 920 Giga-Elektronenvolt. (Wenn ein Elektron die Spannung 1 Volt durchfliegt hat es die Energie von Elektronenvolt. "Giga" steht für 1 Milliarde). Stundenlang Elektronen und Protonen in entgegengesetzter Richtung im der beiden Ringe. Sie sind dabei fast schnell wie das Licht durchfliegen also etwa 000-mal in der Sekunde ihren Rundkurs.

Die HERA-Experimente

Am HERA-Speicherring gibt es vier große Hallen - in jeder Himmelsrichtung eine. Sieben Stockwerke tief unter der stehen hier die Detektoren mit denen die Bausteine der Materie untersucht werden.
  
1992 gingen die ersten zwei Experimente Betrieb: H1 in der HERA-Halle Nord und im Süden. Beide Experimente untersuchen die hoch Zusammenstöße von Elektronen und Protonen die Aufschluss das Innenleben des Protons geben. In der Halle Ost steht 1995 das Experiment HERMES das den Elektronenstrahl HERA benutzt um dem Spin (dem Eigendrehimpuls) des Protons auf die zu kommen. Im Westen der Anlage nutzte von 1999 bis Februar 2003 den Protonenstrahl Speicherrings.

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