M7 Collisionneur linéaire

Topique

Un collisionneur linéaire fait entrer en collision deux faisceaux — généralement d'électrons et de positrons — préalablement accélérés dans leur propre accélérateur linéaire (linac), du même type que celui décrit au début de cette section. Au lieu de les faire circuler dans un anneau commun, ces faisceaux sont dirigés l'un vers l'autre. Cette architecture permet d'éviter complètement le rayonnement synchrotron, identifié par les auteurs de Fundamentals comme le facteur de conception prédominant pour les électrons, car chaque particule ne traverse la zone d'accélération qu'une seule fois et ne suit jamais une trajectoire courbe prolongée. C'est ainsi le seul moyen viable d'obtenir des collisions électron-positron à des énergies bien supérieures à celles atteignables dans un anneau circulaire de taille raisonnable. En contrepartie, contrairement à un anneau de stockage où le même faisceau entre en collision de manière répétée à chaque révolution, dans un collisionneur linéaire, chaque paquet de particules n'entre en collision qu'une seule fois avant d'être rejeté. Il est donc nécessaire de générer un flux continu de nouveaux paquets de particules de très haute qualité, extrêmement comprimés au point de collision, afin d'atteindre une densité de collisions comparable à celle d'un anneau circulaire. L'obtention d'une telle compression extrême sans les techniques de refroidissement multi-tours décrites précédemment dans ce catalogue exige des sources d'électrons et de positrons à émittance initiale extrêmement faible et des systèmes de focalisation finale d'une extrême précision. Un autre défi inhérent à cette architecture réside dans l'effet de disruption : lorsque deux paquets très denses de charges opposées se croisent, le champ électrique intense du paquet opposé agit comme une lentille supplémentaire sur les particules de l'autre paquet au moment précis de la collision, courbant leurs trajectoires et modifiant légèrement le spectre d'énergie disponible. Par conséquent, ce module, qui initialement évite le coût de la courbure, révèle finalement que cette économie est obtenue au prix d'une exigence constante de production d'un flux continu de paquets parfaits.

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