LHeC

El Gran Colisionador de Hadrones y Electrones ( LHeC ) es un acelerador de partículas conceptual que se ha estudiado para una posible mejora del anillo de almacenamiento del Gran Colisionador de Hadrones ( LHC) que opera en el CERN en Ginebra , Suiza . Al añadir un nuevo acelerador de electrones junto al acelerador de protones y el anillo de almacenamiento del LHC, el LHeC permitiría investigar las colisiones electrón-protón y electrón -ión a energías y frecuencias mucho mayores que las que se podían alcanzar en el colisionador electrón-protón HERA en DESY , Hamburgo , Alemania , que cesó su actividad en 2007. Estas capacidades del LHeC podrían proporcionar un programa único de investigación en física de partículas , estudiando la subestructura del protón y los núcleos, o la física del bosón de Higgs .

El diseño básico del LHeC consiste en dos aceleradores lineales de partículas superconductores ("linacs") de aproximadamente 1  km de longitud cada uno, dispuestos en una configuración de pista tangencial al LHC. Cada linac proporciona  una aceleración de unos 10 GeV, por lo que los electrones dan tres vueltas en la pista alcanzando una energía de unos 60  GeV antes de colisionar con los  protones de 7 TeV o los iones de plomo de 2,7  TeV. Una característica única del diseño es la optimización para un consumo de energía particularmente bajo, que se lograría desacelerando el haz de electrones después de la colisión y recuperando casi toda su energía en las cavidades de radiofrecuencia de los linacs, un principio denominado "recuperación de energía". Actualmente, se están llevando a cabo los preparativos para una colaboración internacional con el CERN para el desarrollo de cavidades aceleradoras superconductoras a la frecuencia adecuada de 802  MHz. Paralelamente, se está realizando un estudio de diseño para una plataforma de prueba de linac de recuperación de energía en el CERN. En relación con la física de protones e iones pesados ​​del LHC, también se están estudiando el programa de física y un detector para el LHeC. Para optimizar el tiempo de operación y los recursos del complejo LHC en el CERN, se prevé la adquisición simultánea de datos de interacción electrón-protón y protón-protón. En un futuro lejano, el haz de electrones del LHeC podría combinarse con un haz de protones de varios 10 TeV, una posibilidad que se está considerando en un estudio internacional en el CERN desde 2013.

LHeC sería un colisionador de electrones e iones , similar a otros sistemas planificados en otros laboratorios de física de partículas, aunque el diseño actual no incluiría protones polarizados.

• " El Gran Colisionador de Hadrones y Electrones del HL-LHC ", actualización de 2020 del informe de diseño conceptual de 2012.
• " Electrones en el LHC: un nuevo comienzo ", CERN Courier , junio de 2014
• " Un gran colisionador de electrones y hadrones en el CERN: Informe sobre la física y los conceptos de diseño de la máquina y el detector ", Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics , 2012
• " Electrones para el LHC ", CERN Courier , abril de 2012