J-PARC ( Japan Proton Accelerator Research Complex ) es un complejo acelerador de protones para las necesidades de la física de alta energía, la física de hadrones y neutrinos y la ciencia de los materiales . Ubicado cerca de Tokai , Japón , un proyecto conjunto del Laboratorio Nacional de Física de Alta Energía KEK y la Agencia de Energía Atómica de Japón ( JAEA ).
El complejo consta de tres aceleradores, cada uno de los cuales sirve a una serie de instalaciones experimentales [1] .
La fuente de los haces primarios es un acelerador lineal de iones H - para una energía de 400 MeV, con posibilidad de aceleración adicional hasta 600 MeV en un acelerador lineal superconductor.
El sincrotrón de protones de ciclo rápido RCS (Rapid Cycling Synchrotron) con una energía de 3 GeV tiene un perímetro de 348,3 my una tasa de repetición de 25 Hz. Inyección de sobrecarga , desde linac. El número de partículas en un pulso es 8×10 13 , la corriente promedio es 333 μA. Encargado en 2007 [2] . El 90% del tiempo, el RCS lanza un haz de 3 GeV sobre el objetivo de la MLF (Instalación Experimental de Materiales y Ciencias de la Vida), el 10% restante del tiempo los protones se transfieren al gran sincrotrón MR.
El anillo principal, el sincrotrón de protones MR (Main Ring) para una energía de 50 GeV, el perímetro de 1567,5 m.Tiene dos sistemas de escape: lento y rápido. La tasa de repetición es de 3 s para extracción rápida y de 6 s para extracción lenta. El sistema de liberación lenta envía un haz de protones a la estación de física de hadrones, donde el haz de protones produce kaones . La liberación rápida se usa para crear un haz de neutrinos: un haz de protones se inyecta en un canal de transporte superconductor, dirigiendo el haz hacia el Super-Kamiokande , luego se deja caer sobre un objetivo, donde nace un haz de piones , que se descomponen rápidamente en muones . . En el canal de decaimiento de los muones nacen neutrinos , que luego vuelan 293 km hasta el detector de neutrinos Super-Kamiokande. Los primeros neutrinos se registraron a principios de 2010, sin embargo, tras el terremoto de 2011, la instalación sufrió daños importantes y la recuperación duró alrededor de un año.