COSY

Der Beschleuniger am Standort Jülich

Das Kühlersynchrotron COSY am Institut für Kernphysik des Forschungszentrums Jülich stellt für Zwecke der Grundlagenforschung polarisierte oder unpolarisierte Protonenstrahlen im Energiebereich zwischen 45 und 2700 MeV zur Verfügung. Alternativ stehen Deuteronenstrahlen zwischen 75 und 2100 MeV zur Verfügung. Die Teilchenstrahlen können bei Bedarf gekühlt werden, um die Strahlqualität zu erhöhen.

Für die Bereitstellung von Protonen in COSY werden in der Teilchenquelle zunächst H⁻-Ionen erzeugt und mit einer Spannung von ca. 4000 V aus dem dortigen Plasma extrahiert. Mit ihrer Energie von 4 keV werden sie im Zyklotron JULIC dann bis auf ca. 45 MeV beschleunigt und zu COSY transportiert. Dort treten diese Teilchen durch eine dünne Kohlenstofffolie, wo sie ihre Elektronen verlieren und fortan als Protonen in COSY zirkulieren, ihre Umlaufzeit beträgt ca. 2 µs. Innerhalb von 1−2 Sekunden werden sie dann auf die von den Experimentatoren gewünschte Energie beschleunigt. Je nach gewünschten Strahleigenschaften schließt sich nun ggf. eine Phase zur Strahlkühlung an, danach stehen die Protonen dem Experiment für die Datensammlung zur Verfügung. Typische Zeiten für diese Datensammlung liegen dabei zwischen wenigen µs und einer Stunde. Schließlich werden alle Magnetströme wieder auf die Injektionsenergie abgesenkt, damit ein neuer Zyklus beginnen kann. Dieser zyklische Betrieb dauert meistens zwischen einem Tag und wenigen Wochen. Danach wird der Beschleuniger für das nächste Experiment vorbereitet.

Es sind Experimente am umlaufenden Strahl (dabei stehen Target und Detektoren im Ring) und am extrahierten Strahl (hierbei stehen Target und Detektoren außerhalb des Ringes) möglich.

Experimentvorschläge werden dem COSY Beamtime Advisory Committee (CBAC) vorgelegt, das die Reihenfolge der Experimente festlegt und ihnen Nutzungszeiten an COSY zuteilt.