Bau- und Funktionsweise

MESA - ein Überblick

MESA ist ein Teilchenbeschleuniger, der die erst vor wenigen Jahren entwickelte Energierückgewinnungs-Technologie (engl. Energy Recovery Linac, ERL) einsetzt. Um die Investitionskosten und den Energieverbrauch noch weiter zu senken, wird der Elektronenstrahl mehrfach durch supraleitende Beschleunigungsstrukturen rezirkuliert – die weltweit erste  Kombination dieser Art. Die Maschine dient somit als Testumgebung für andere Forschungsanlagen, wie z.B. dem geplanten LHeC (Large Hadron Electron Collider) am Forschungszentrum CERN in Genf.    

Der neuartige Betriebsmodus ermöglicht einen sehr energiesparenden Betrieb. Dadurch wird MESA eine extrem hohe Strahlintensität erreichen, für die ein konventioneller Beschleuniger ein Vielfaches der Energie benötigen würde: Im ERL-Modus werden bis zu 1035 Elektronen werden pro Sekunde auf einen Quadratzentimeter eines Targets treffen – sogar mehr als im Large Hadron Collider (LHC) in Genf.

Dank der hohen Strahlintensität ermöglicht MESA die Suche nach sehr seltenen und physikalisch hochinteressanten Prozessen – wie beispielsweise dem Zerfall von Dunklen Photonen. Solche Ereignisse müssen über lange Beobachtungszeiträume aus der Vielzahl anderer Zerfälle herausgefiltert werden.  

Außerdem wird MESA eine sehr hohe Strahlqualität aufweisen: Alle Elektronen erhalten im Beschleuniger genau die gleiche Bewegungsenergie von 155 MeV. In Kombination mit der hohen Strahlintensität und hochauflösenden Detektoren ermöglicht MESA somit Experimente mit extrem hoher Präzision, um die Grenzen des Standardmodells bei niedrigen Energien auszuloten.