DESY – 日本の辞書

DESY

その他の使用法については、
DESYを参照して
「DESY」
ドイツ電子シンクロトロン（英語ドイツ電子シンクロトロン）は、一般にDESYという略語で呼ばれ、物質の構造を調査するために使用される粒子加速器を運用するドイツの国立研究センターです。素粒子物理学と高エネルギー物理学の3つの主要分野で幅広い学際的な科学研究を行っています。光子科学; 粒子加速器の開発、建設、運用。その名前は、その最初のプロジェクトである電子シンクロトロンに由来しています。DESYは公的資金で運営されていますドイツ連邦共和国、ドイツの州、およびドイツ研究振興協会（DFG）。DESYはヘルムホルツ協会の会員であり、ハンブルクとツォイテンのサイトで運営されています。 DESY ドイツ電子シンクロトロン
ロゴ
ハンブルクの自由電子レーザー科学センター（CFEL）内
モットー
「物質の解読」
設立
1959年12月18日（1959-12-18）
研究タイプ
基礎研究
バジェット
2億3000万ユーロハンブルク：2億1100万ユーロツォイテン：1900万ユーロ
研究分野
粒子加速
素粒子物理学
光子科学
監督
ヘルムート・ドッシュ博士（CBD）
学部
650人（プラス3，000人のゲスト科学者pa）
スタッフ 2，300 学生 700 住所
Notkestraße85、22607ハンブルク、ドイツ
位置
北緯53度34分33秒東経 9度52分46秒 / 53.57583°N9.87944°E / 53.57583; 9.87944コーディネート：
北緯53度34分33秒東経 9度52分46秒 / 53.57583°N9.87944°E / 53.57583; 9.87944
キャンパス
バーレンフェルト、ハンブルク
公共交通機関
S 1 S11 オトマールシェン
所属
ハンブルクヘルムホルツ協会大学
Webサイト
desy .de
地図
ドイツの場所

コンテンツ
1 機能
2 サイト
2.1 ハンブルク 2.2 ツォイテン
3 従業員とトレーニング
4 予算と資金調達
5 国際協力
5.1 国際プロジェクトHERA
6 粒子加速器、設備および実験
6.1 DESY 6.2 ドリスIII
6.2.1 オリンパス
6.3 ペトラII 6.4 ペトラIII 6.5 HASYLAB 6.6 ヘラ
6.6.1 H1
6.6.2 ゼウス
6.6.3 HERA-B
6.6.4 エルメス
6.7 閃光 6.8 欧州XFEL 6.9 さらなる加速器
7 今後の計画
8 参考文献
9 外部リンク

機能
DESYの機能は基礎研究を行うことです。粒子加速器の開発、建設と運用、宇宙素粒子物理学を含む物質と力の基本的な特性を探求する素粒子物理学の研究、光子科学、表面物理学、物質科学、化学、分子生物学、地球物理学、医学の研究を専門としています。シンクロトロン放射と自由電子レーザーの使用。
DESYは、独自の大規模加速器施設を運営するだけでなく、研究イニシアチブ、研究所、大学へのコンサルティングサービスも提供しています。欧州X線自由電子レーザー、ジュネーブの大型ハドロン衝突型加速器、南極のアイスキューブニュートリノ天文台、国際リニアコライダーなどの主要な国際プロジェクトに密接に関与しています。

サイト
DESYは2つの場所で動作します。主な場所はハンブルクの郊外です。1992年、DESYはベルリン近郊のツォイテンにある2番目のサイトに拡大しました。

ハンブルクのDESYキャンパスの正面玄関。

ハンブルク
DESYハンブルクサイトは、市の西にあるバーレンフェルト郊外に素粒子を使った高エネルギー物理学に関するDESYの研究のほとんどは、1960年からここで行われています。このサイトは、以前のPETRA素粒子加速器（2007年以降はシンクロトロン源であるPETRA III）のリングと、より大きなHERA（Hadron ）の一部に囲まれています。 Elektron Ring Anlage）リング。これらの加速器のほかに、自由電子レーザーFLASHとその子孫であるXFELもあり、2017年に運用を開始しました。このプロジェクトは、世界のトップ研究センターの中でDESYの将来の地位を確保することを目的としています。

ツォイテン
ドイツ再統一後、DESYは2番目のサイトに拡大しました。ベルリン南東部のツォイテンにある高エネルギー物理学研究所（ドイツ語： InstitutfürHochenergiephysikIfH）は、ドイツ民主共和国の高エネルギー物理学研究所であり、アカデミーオブGDRの科学。研究所は1992年1月1日にDESYと合併しました。

従業員とトレーニング
DESYは約2000人を雇用しており、そのうち650人は科学者であり、加速器の操作、研究開発の分野で働いています。スタッフは次のように2つのサイトに配置されます。
ハンブルク：1800人の従業員、そのうち600人は科学者です
Zeuthen：200人の従業員、そのうち50人は科学者です
DESYはまた、100人以上の見習いを商業的および技術的な職業で訓練し、700人以上の学部生、卒業生、およびポスドクを訓練しています。DESYはまた、毎年40か国以上から3000人の科学者を受け入れています。

予算と資金調達
研究センターの年間予算は約1億9，200万ユーロです。このうち、ハンブルクのサイトに約1億7，300万ユーロ、ツォイテンに1，900万ユーロの予算が主要な資金源は連邦教育研究省（ドイツ語：BundesministeriumfürBildungundForschung ）であり、ドイツのハンブルク州とブランデンブルク州から10％の支援を受けています。加速器での個々の実験とプロジェクトは、参加しているドイツと外国の機関によって資金提供されており、それらはしばしば公的資金で賄われています。特別プロジェクトは、ドイツ研究振興協会によって資金提供されています。

国際協力

DESYの粒子加速器のセグメント
2012年に2500人の外部科学者がPETRAIIIとFLASHで光子を使った研究にDESY施設を使用しました。

国際プロジェクトHERA
加速器HERAの建設は、この規模の最初の本当に国際的に資金提供されたプロジェクトの1つでした。以前は、科学施設の建設は常にそれが置かれている国によって資金提供されていました。実験の費用のみが、実施する国内または外国の機関によって負担された。しかし、HERAプロジェクトの範囲が非常に広いため、多くの国際施設がすでに建設を支援することに同意しました。45以上の機関と320の企業が施設の建設にお金や材料の寄付で参加し、費用の20％以上が外国の機関によって負担されました。
HERAの例に続いて、大規模な多くの科学プロジェクトは、いくつかの州によって共同で資金提供されています。今ではこのモデルが確立されており、これらの施設の建設には国際協力がかなり一般的です。

粒子加速器、設備および実験

ドイツの1984年の郵便切手-DESYの設立25周年
DESYの加速器は一度に構築されたのではなく、粒子構造への洞察を得るためにますます高いエネルギーを求める科学者の高まる需要を満たすために1つずつ追加されました。新しい加速器の建設の過程で、古いものは前加速器または新しい研究タスクを持つ実験室（例えばHASYLAB）のためのシンクロトロン放射源に変換されました。
現在、2007年に加速器HERAが停止した後、DESYの最も重要な施設は、放射光の高強度源であるPETRA III、シンクロトロン研究ラボHASYLAB、自由電子レーザーFLASH（以前はVUV-FELと呼ばれていました）、欧州XFELおよび欧州XFEL自体のテスト施設。次のセクションでは、さまざまな施設の開発について時系列で説明します。

DESY
最初の粒子加速器DESY（ドイツ電子シンクロトロン、「ドイツ電子シンクロトロン」）の建設は1960年に始まりました。当時、この種の最大の施設であり、電子を7.4GeVまで加速することができました。1964年1月1日、最初の電子がシンクロトロンで加速され、量子電磁力学の研究と新しい素粒子の探索が始まりました。
国際的な注目は、加速器からの結果で達成された量子電気力学の検証への貢献のために、1966年に最初にDESYに焦点を合わせました。次の10年で、DESYは、高エネルギー加速器の開発と運用のための卓越した研究拠点としての地位を確立しました。
副作用として現れる放射光は、1967年に吸収測定に最初に使用されました。発生するスペクトルについては、以前は従来の放射線源はありませんでした。欧州分子生物学研究所（EMBL）は、新技術によって生じた可能性を利用し、1972年に、シンクロトロン放射によって生体分子の構造を分析することを目的として、DESYに常設の支部を設立しました。
電子シンクロトロンDESYIIと陽子シンクロトロンDESYIIIは、それぞれ1987年と1988年にHERAの予備加速器として運用されました。

ドリスIII
1969年から1974年の間に建設されたDORIS（Doppel-Ring-Speicher、「ダブルリングストレージ」）は、DESYの2番目の円形加速器であり、円周が約300mの最初のストレージリングでした。電子-陽電子蓄積リングとして構築され、ビームあたり3.5GeVのエネルギーで電子とその反粒子との衝突実験を行うことができます。1978年にビームのエネルギーはそれぞれ5GeVに上げられました。
「興奮したチャーモニウム状態」の証拠により、DORISは重いクォークの存在を証明するプロセスに重要な貢献をしました。同じ年に、DESYでX線リソグラフィーの最初のテストがありました。この手順は後にX線深度リソグラフィーに改良されました。
1987年、DORISストレージリングのARGUS検出器は、B中間子の反粒子への変換が観測された最初の場所でした。このことから、特定の状況下で2番目に重いクォーク（ボトムクォーク）が別のクォークに変換される可能性があると結論付けることができます。このことから、未知の6番目のクォーク（トップクォーク）は巨大な質量を持たなければならなかったと結論付けることもできます。トップクォークは最終的に1995年に米国のフェルミ研究所で発見されました。
1980年にHASYLABが試運転された後、DORISで副産物として生成された放射光がそこでの研究に使用されました。当初、DORISは放射線源として使用されていたのはわずか1/3でしたが、 1993年以降、ストレージリングはDORISIIIという名前でその目的を果たしました。より強力で制御可能な放射を実現するために、DORISは1984年にウィグラーとアンジュレーターでアップグレードされました。磁石の特別な配列によって、加速された陽電子をスラロームコースに運ぶことができます。これにより、放射光の強度は、従来のストレージリングシステムと比較して100倍に増加しました。
DORIS IIIは33個の光子ビームラインを提供し、44個の機器が循環して動作します。年間の全体的なビーム時間は8〜10ヶ月になります。2012年末に後継のPETRAIIIを優先して、最終的にシャットダウンされました。

オリンパス
DORISのARGUSの以前の場所は、2010年に設置を開始したOLYMPUS実験の場所になりました。 OLYMPUSは、MIT-Bates BLAST実験のトロイダル磁石とドリフトチェンバーのペアを、改装された飛行時間検出器とともに使用しました。および複数の光度監視システム。OLYMPUSは、陽電子-陽子対電子-陽子の断面積比を測定して、弾性ep散乱における2光子交換のサイズを正確に決定しました。二光子交換は、偏光技術を使用して行われた最近の測定とローゼンブルース分離法を使用した測定との間のプロトンフォームファクターの不一致を解決する可能性が OLYMPUSは2012年と2013年にデータを取得し、最初の結果は2017年に公開されました。

ペトラII PETRA PETRA（陽電子-電子-タンデム-リング-アンラージ、「陽電子-電子タンデムリング施設」）は、1975年から1978年の間に建設されました。建設当時、この種の最大のストレージリングであり、DESYで2番目に大きいストレージリングです。 HERA後のシンクロトロン。PETRAはもともと素粒子の研究に携わっていました。1979年に強力な核力のキャリア粒子であるグルーオンが発見されたことは、最大の成功の1つとして数えられています。PETRAは、電子と陽電子を19GeVまで加速することができます。
PETRAでの研究は、DESYの施設の国際的な利用の強化につながります。中国、フランス、イスラエル、オランダ、ノルウェー、英国、米国の科学者が、多くのドイツ人の同僚と一緒にPETRAでの最初の実験に参加しました。
1990年に、この施設は、新しい粒子加速器HERAの陽子および電子/陽電子の予備加速器としてPETRAIIという名前で運用されました。1995年3月、PETRA IIには、特にスペクトルのX線部分で、より高いエネルギーでより多くのシンクロトロン放射を生成するためのアンジュレータが装備されました。それ以来、PETRAは高エネルギーシンクロトロン放射源としてHASYLABを提供しており、この目的のために3つのテスト実験領域を所有しています。現在、陽電子は最大12GeVまで加速されています。

ハンブルクのDESYキャンパスにあるPETRAIII Max vonLaueホール。

ペトラIII
PETRA IIIは、2010年8月以来、世界で最も優れたストレージリングベースのX線源として通常のユーザープログラムを運用するPETRAストレージリングの3番目の化身です。加速器は6GeVの粒子エネルギーを生成します。現在、最大30の実験を同時にホストする3つの実験ホール（さまざまな有名な科学者にちなんで名付けられています）がマックス・フォン・ラウエ・ホールと名付けられた最大のものは、振動を制限するために単一の部品として注がれた長さ300mを超えるコンクリートの床を持っています。

ハンブルクのDESYキャンパスにあるPETRAIII Max vonLaueホールの内部をご覧

HASYLAB

DESY ARGUS検出器
HASYLAB（Hamburger Synchrotronstrahlungslabまたは「HamburgSynchrotronradiationLaboratory」）はDESYでのシンクロトロン放射の研究に使用されます。1980年に15の実験エリア（現在は42のエリア）でオープンしました。研究室は、生成された放射光を研究に使用できるようにするために、ストレージリングDORISに隣接しています。当初、DORISはHASYLABの放射線源として3分の1の時間しか使用していませんでしたが、1993年以降、そのすべての実行時間は放射光の実験に利用できます。DORISが提供する42の実験エリアに加えて、ストレージリングPETRAで生成された高エネルギー放射線の実験に利用できる3つのテスト実験エリアも
はるかに強い放射を生成した最初のウィグラーでDORISをアップグレードした後、1984年にシンクロトロン放射によって取得された最初のメスバウアースペクトルがHASYLABで記録されました。
1985年、より高度なX線技術の開発により、インフルエンザウイルスの構造を明らかにすることが可能になりました。翌年、HASYLABの研究者は、固体の特異なグリッド振動を励起する試みに最初に成功しました。したがって、これ以前は中性子散乱を介した原子炉でのみ可能であった弾性材料の分析を行うことが可能でした。
1987年、マックスプランク協会の構造分子生物学のワークグループがHASYLABに常設支部を設立しました。シンクロトロン放射光を使用して、リボソームの構造を研究します。
現在、国内外の多くの研究者グループがHASYLABで実験を行っています。1900人の科学者全員がこの研究に参加しています。全体として、研究の範囲は、基礎研究から物理学、材料科学、化学、分子生物学、地質学、医学の実験、そして産業協力にまで及びます。
その一例がOSRAMで、最近HASYLABを使用して電球のフィラメントを研究しています。得られた洞察は、特定のアプリケーション分野でランプの寿命を大幅に延ばすのに役立ちました。
さらに、HASYLABの研究者は、とりわけ、コンピューターチップ用のシリコン中のごくわずかな不純物、触媒の働き、材料の微視的特性、およびタンパク質分子の構造を分析しました。

ヘラ
Hadron Elektron Ring Anlage
HERA（Hadron-Elektron-Ring-Anlage、「Hadron Electron Ring Facility」）は、円周6336メートルのDESY最大のシンクロトロンおよびストレージリングでした。地下施設の建設は1984年に始まり、国際的な課題でした。ドイツに加えて、さらに11か国がHERAの開発に参加しました。加速器は1990年11月8日に運用を開始し、最初の2つの実験は1992年にデータの取得を開始しました。HERAは主に陽子の構造とクォークの特性を研究するために使用されました。2007年6月30日に閉鎖されました。
HERAは、陽子を電子または陽電子と衝突させることができた世界で唯一の加速器でした。これを可能にするために、HERAは世界初の超電導磁石を中心に使用しました。HERAでは、陽子の構造を以前の30倍まで正確に調べることができました。解像度は、サイズが陽子の1/1000の構造をカバーしていました。今後数年間で、クォークやグルーオンからの陽子の組成に関して多くの発見がありました。
HERAのトンネルは、地下10〜25メートルを走り、内径は5.2メートルです。建設には、地下鉄トンネルの建設と同じ技術が使用されました。2つの円形粒子加速器がチューブ内を走っています。1つは27.5GeVのエネルギーに電子を加速し、もう1つは反対方向に920GeVのエネルギーに陽子を加速しました。両方のビームはほぼ光速で円を描き、毎秒約47000回転しました。
リングの2つの場所で、電子と陽子ビームが衝突する可能性がその過程で、電子や陽電子が陽子の構成要素であるクォークに散乱します。これらの粒子衝突の生成物、陽子の断片化によって生成される散乱レプトンとクォークは、巨大な検出器に記録されました。2つの衝突ゾーンに加えて、さらに2つの相互作用ゾーンが4つのゾーンはすべて、大きな地下ホールに配置されています。各ホールでは、さまざまな国際的な研究者グループが働いていました。これらのグループは、長年の共同作業で家の高さの複雑な測定デバイスを開発、構築、実行し、膨大な量のデータを評価します。
4つのホールでの実験は次のセクションで紹介されます。

H1
H1（粒子検出器）
H1は、電子と陽子の衝突のための普遍的な検出器であり、DESYのHERA-HallNorthにありました。1992年から活動しており、12m×10m×15m、重さ2，800トン。
陽子の内部構造の解読、強い相互作用の探索、素粒子物理学における新しい種類の物質や予期しない現象の探索のために設計されました。

ゼウス ZEUS ZEUSはH1のような電子-陽子衝突の検出器であり、HERA-HallSouthにありました。1992年に建てられ、12m×11m×20m、重さ3600トン。
そのタスクはH1のタスクに似ています。

HERA-B HERA-B HERA-Bは、1999年から2003年2月までのデータを収集したHERA-Hall Westでの実験でした。HERA-Bの研究者は、HERAのプロトンビームを使用して、重いクォークの実験を行いました。寸法は8m×20m×9m、重さは1000トン。

エルメス
HERMES実験
HERA-Hall EastでのHERMES実験は、1995年に実施されました。HERAの縦方向に分極された電子ビームは、核子のスピン構造の探索に使用されました。この目的のために、電子は内部ガスターゲットで27.5GeVのエネルギーで散乱されました。このターゲットと検出器自体は、特にスピン分極物理学を目的として設計されました。寸法は3.5m×8m×5m、重さは400トン。

ハンブルクのDESYキャンパスにあるFLASHII実験ホール。

閃光
FLASH（ハンブルクの自由電子レーザー）は、スペクトルの真空紫外線および軟X線範囲の放射用の自由電子レーザーを備えた超伝導線形加速器です。これは、ILC（国際リニアコライダー）に置き換えられたプロジェクトである計画された線形衝突型加速器TESLAで使用される技術をテストするために1997年に建設されたTTF（TESLAテスト施設）に由来します。この目的のために、TTFは100mから260mに拡大されました。
FLASHテクノロジーでは、欧州XFELとILCがテストされています。2004年の施設の試運転以来、5つの試験実験エリアが使用されています。

ハンブルクのDESYキャンパスにある自由電子レーザー科学センターCFEL。

欧州XFEL
欧州XFEL
欧州X線自由電子レーザー（European XFEL）は、世界最大で最も明るい X線レーザーです。DESYとのコラボレーションによるヨーロッパのプロジェクトです。2017年から運用中。長さ3.4kmのトンネルは、ハンブルクのDESYキャンパスから始まり、西に向かってXFELキャンパスのあるシェーネフェルトに向かっています。トンネルには、長さ2.1 kmの超伝導線形加速器があり、電子は最大17.5GeVのエネルギーに加速されます。非常に短く（約10〜100 fs）強力なX線フラッシュを生成し、化学、生物学、材料科学で多くの用途が

さらなる加速器
大きなものに加えて、PETRAとHERAの予備加速器として主に機能するいくつかの小さな粒子加速器もこれらの中には、線形加速器LINAC I（1964年から1991年まで電子で運用）、LINAC II（1969年から陽電子で運用）、およびLINAC III（1988年からHERAの陽子の予備加速器として運用）が

今後の計画
DESYは、国際リニアコライダー（ILC）プロジェクトに参加しています。このプロジェクトは、長さ30キロメートルの線形加速器で構成されています。国際コンソーシアムは、もともとTESLAプロジェクトのために開発された技術でそれを構築することを決定しました。2013年には岩手県南部の北上山地が候補地に選ばれ、現在、コストシェアリングなどの物流関連の議論が進んでいます。

参考文献

物理ポータル

ハンブルクポータル
^ DESY 2012年5月24日取得について。
^ DESY Portrait は、されたWaybackMachineで2012年5月8日にアーカイブされました。
^ すべてのビームタイムと運用スケジュールはされました。
^ “OLYMPUS-Deutsches Elektronen-SynchrotronDESY” 。
^ 「オリンパスコラボレーション」。
^ ヘンダーソン、理学士; etal。（2017）。「OLYMPUS実験によって決定された弾性レプトン-陽子散乱へのハード2光子の寄与」。物理的レビューレター。118（9）：092501。arXiv：1611.04685。Bibcode：2017PhRvL.118i2501H。土井：10.1103 /PhysRevLett.118.092501。PMID28306315 。_
^ 「PETRAIII」。Hasylab、Desy 。
^ 「PETRAIII」。DESY 。
^ 2009年8月4日にウェイバックマシンでアーカイブされたHERAの最後の実行。2007年9月30日をお読み
^ Massimo Altarelli：欧州X線自由電子レーザー
^ 「世界最大のX線レーザーが最初の光を照らします」。2017年5月4日。
^ 「GrößterRöntgenlaserderWelterzeugterstes Laserlicht」（ドイツ語）。2017年5月4日。
^ 「ヨーロッパのXFELの事実および数字」。2010年1月23日にオリジナルからアーカイブされました。
^ 「欧州X線自由電子レーザートンネルの建設が完了しました」。

外部リンク
コモンズには、DESYに関連するメディアが
公式ウェブサイト”