CERN jest europejską organizacją zrzeszającą fizyków z całego świata zajmujących się badaniami z zakresu fizyki jądrowej i cząstek elementarnych. Znajduje się on na granicy francusko-szwajcarskiej niedaleko Genewy (Rys.1). W CERNie działa największy obecnie akcelerator protonowych wiązek przeciwbieżnych Large Hadron Collider ( LHC), z którego korzysta m. in. eksperyment LHCb.
|
Rys.1 |
Rys.2 |
Sam akcelerator ma 26,6 km długości i jest największym akceleratorem kołowym na świecie (Rys.IV.2). Do badań wykorzystuje się dwie przeciwbieżne wiązki protonów, które po rozpędzeniu w akceleratorze liniowym i wstępnym kołowym, uzyskują energię zderzenia w akceleratorze LHC 14 TeV ! Obie wiązki składają się z 2808 pakietów po 1011 protonów (każdy o energii 7 TeV), w sumie osiągając energię porównywalną z energią dwóch pociągów francuskiej kolei TGV o masie 400 ton każdy, pędzących z prędkością 150 km/h,. Zderzenia będą miały miejsce w czterech miejscach, w których są ulokowane detektory: ALICE, ATLAS, CMS i LHCb (Rys.IV.3). Częstotliwość zderzeń (600 mln na sekundę) będzie na tyle duża, że produkty jednego zderzenia nie opuszczą detektora, gdy nastąpi kolejne zderzenie.
Ze względów ekonomicznych i lepszej ochrony przed promieniowaniem cały akcelerator znajduje się od 50 do 175 m pod ziemią (Rys.4). Aby zminimalizować oddziaływanie wiązek protonowych z resztkami gazu, w rurze akceleratora musi być utrzymana wysoka próżnia (w LHC rzędu 10-13 atm).
 Rys.3 |
 Rys.4 |
Pole magnetyczne w akceleratorze LHC wytwarzane jest przez 1232 magnesy dipolowe, każdy z nich wytwarza pole 8,4 Tesli. Dipole te wykorzystują kable niobowo-tytanowe (NbTi), które stają się nadprzewodnikami (czyli przewodzą prąd bez oporności) w temperaturze poniżej 10K (-263,20C), dlatego do ich chłodzenia wykorzystywany jest ciekły hel o temperaturze 1,9K (-271,30C).