美国利物浦大学研发新型束流诊断仪 获准用于大型强子对撞机

利物浦大学QUASAR研究小组开发的新型束流气体幕(BGC)监测器，已获准在大型强子对撞机(LHC)中投入使用。LHC作为强大的粒子加速器，对束流特性的精确测量至关重要。BGC监测器解决了在不干扰高能粒子束的情况下测量其特性的难题，现已获准每年连续运行约2000小时。

BGC监测器由QUASAR研究小组历经十多年构思、开发并改进，该小组负责人Carsten P. Welsch教授领导此项技术研究近20年。他表示：“这展现了长期创新、团队合作和坚持不懈的力量。”在《物理评论研究》发表的论文中，利物浦团队及其合作者报告了使用BGC技术首次在LHC上实现的全周期、非侵入式束流发射度测量。该仪器通过产生超薄超音速氖气薄片与粒子束相互作用，利用微弱荧光闪光揭示光束尺寸和质量信息。

与现有仪器相比，BGC监测器无需专门校准或中断正常运行，即可连续监测从450 GeV注入到LHC最高能量6.8 TeV的束流轮廓和发射度，且能在物理实验运行期间完成。该系统在安装到欧洲核子研究中心前，已在科克罗夫特研究所进行了广泛测试，性能超出预期。论文显示，其结果与独立的LHC诊断结果高度吻合。QUASAR研究组副组长张昊博士表示：“这是多年研发的结晶。”

随着BGC被批准成为LHC束流仪器的永久组成部分，它为其他研究设施中的类似系统铺平了道路，包括瑞典的欧洲散裂中子源、美国的电子离子对撞机及医疗加速器应用。