Stanford Linear Accelerator Center ligger rett sør for San Francisco, og har verdens lengste rettlinjede akselerator. Elektroner og positroner blir akselerert 3.2 km til forskjellige ringer, faste mål og til slutt detektorer. PEP-ringen vist på bildet har blitt bygget om for B-fabrikken, som vil utforske noen av mysteriene rundt antimaterie ved å bruke B-mesoner. Liknende forsøk blir utført ved Cornell med CESR og i Japan med KEK.
ELEKTRONPISTOL
En elektronpistol virker på samme måte som en TV: en varm katode slipper elektroner som blir akselerert med et elektrisk felt. Når de går inn i hovedakseleratoren, beveger de seg allerede nær lyshastigheten.
DEMPERINGER
I demperingene sirkulerer grupper av elektroner og positroner rundt for å gi partiklene tid til å stråle energi slik at de danner kompakte og organiserte grupper.
PRODUKSJON AV POSITRONER
Når elektronene har nådd høy nok energi, blir noen av dem omdirigert til å treffe et fast mål. Når de treffer atomer lages det fotoner, som igjen danner et elektron- positronpar.
PEP-RING
Det er seks detektorområder der elektronstrålene kolliderer med positronstråler i PEP-ringen. Partiklene som ikke vekselvirker blir i ringen med en mulighet for kollisjon neste gang strålene krysser hverandre. Denne lagringsringen har nå blitt ombygd til et to-ringsystem slik at positroner ved 3.1 GeV og elektroner ved 9 GeV kan oppbevares samtidig. Det vil kun være ett vekselvirkningsområde der de to strålene blir brakt til å kollidere. Denne fasiliteten er kjent som PEPII eller som SLAC B-Fabrikk.
SLC:
SLC (Stanford Linear Collider) ble ferdig i 1988. Elektron- og positronstråler kolliderer bare en gang, helt til høyre på tegningen. Strålene er fokusert til 1/1000 ganger diameteren på et hårstrå slik at e- og e+ partiklene har større sansynlighet for å kollidere.
SPEAR-RING:
Denne ringen med kolliderende-stråler blir kjørt med opptil 3 GeV per stråle. Her ble partikler som inneholdt sjarmkvarker, og tau-leptonet oppdaget i 1974 og 1975. Ringen er ikke lenger i bruk innen partikkelfysikk, men for eksperimenter som bruker synkrotronstråling til å studere materie.
Takk til SLAC som gir oss lov til å bruke bildene.
B-fabrikken
B-fabrikken består av to lagringsringer bygd over hverandre i samme tunnel. Den nederste tunnelen oppbevarer elektroner og den øverste positroner. Kollisjoner foregår ved et kryssningspunkt der de to strålene blir styrt sammen. Energien til elektronene vil være ca 9 GeV og positronene ca 3 GeV.
Hva er hensikten med B-fabrikken?
B fabrikk-detektoren, BaBar, er til på grunn av et internasjonalt samarbeid (som de fleste andre detektorer). Den ble bygd spesielt for å danne par av elektrisk nøytrale B- og anti-B -mesoner. B består av en anti-bunnkvark og en nedkvark mens anti-B består av en bunnkvark og en anti-nedkvark. Fysikerne stiller inn de to strålene slik at når de kolliderer er det akkurat nok energi til å danne disse to mesonene. På grunn av at elektronene og positronene sirkulerer med forskjellige energier, vil B- og anti-B-mesonene som blir dannet bevege seg veldig hurtig i samme retning. De vil gå i samme retning som elektronet fordi det hadde størst hastighet før kollisjonen. Fra dette kan man bestemme levetiden ved å se på hvor langt de beveger seg før de henfaller. Hvis B'ene og anti-B'ene henfaller til forskjellige sett partikler ved forskjellige hyppigheter som fysikerne forventer (ulikt de fleste andre partikkel-antipartikkelpar som har identiske egenskaper utenom ladningen), vil dette kunne bidra til å løse noen viktige spørsmål om forskjellen på materie og antimaterie.
Eksperimentet heter "BaBar" fordi det dreier seg om B og anti-B-mesoner. Siden man i fagspråket kaller et anti-B-meson for B-bar, bestemte fysikerne seg for at "B B- Bar" ikke var fullt så søtt som "BaBar".