Електронне охолодження
Електронне охолодження — метод охолодження пучків важких заряджених частинок у прискорювачах. Метод, запропонований Г. І. Будкером 1966 року[1], вперше продемонстровано при охолодженні протонів у кільці НАП-М в ІЯФ СВАН СРСР, у Новосибірську, 1974 року.
Цикл робіт «Метод електронного охолодження пучків важких заряджених частинок» відзначено Державною премією 2001 року (В. В. Пархомчук[ru], Д. В. Пьостриков, Р. А. Салімов, О. М. Сокирянський, Б. Н. Сухина, М. С. Диканський, І. М. Мєшков[ru], Г. І. Будкер (посмертно)).
Принцип дії ред.
На відміну від легких електронів високих енергій, для яких синхротронне випромінювання автоматично забезпечує радіаційне загасання поперечних коливань у накопичувальному кільці, важкі частинки практично не випромінюють. Ідея електронного охолодження полягає в тому, щоб на деякій ділянці поєднати пучок «гарячих» іонів з інтенсивним пучком дуже «холодних» електронів, які прямують з такою ж поздовжньою швидкістю. Відбувається обмін температур, після чого розігрітий електронний пучок відводиться в колектор, а іонний пучок взаємодіє на наступному оберті з новим холодним пучком електронів.
Застосування ред.
Нині установки електронного охолодження встановлено на низці накопичувачів іонів[2][3]:
Накопичувач | Центр, місто, країна | Роки роботи | Охолоджувані частинки | Енергія електронів, МеВ | Струм електронного пучка | Примітки |
---|---|---|---|---|---|---|
НАП-М | ІЯФ, Новосибірськ, Росія | 1974-1984 | протони | .. | .. | .. |
ICE | ЦЕРН | 1979-1980 | протони | .. | .. | .. |
Test Ring | Фермілаб, США | 1979-1980 | протони | .. | .. | .. |
МОСОЛ | ІЯФ, Новосибірськ, Росія | 1986-1988 | протони | .. | .. | .. |
LEAR | ЦЕРН | 1987-1996 | антипротони | .. | .. | .. |
IUCF cooler | Індіана, США | 1988-2002 | .. | .. | .. | .. |
TSR | MPI, Гейдельберг, Німеччина | 1988-2012 | .. | .. | .. | .. |
TARN-II | Токійський університет, Японія | 1989-2002 | .. | .. | .. | .. |
CELSIUS | Уппсальський університет, Швеція | 1989-2005 | .. | .. | .. | .. |
ESR | GSI, Дармштадт, Німеччина | від 1990 | рідкісні іони | .. | .. | .. |
ASTRID | Орхуський університет, Данія | 1992-2005 | .. | .. | .. | .. |
CRYRING | Стокгольмський університет, Швеція | 1992-2009 | .. | .. | .. | .. |
COSY | Юліх, Німеччина | 1993-? | .. | .. | .. | .. |
SIS18 | GSI, Дармштадт, Німеччина | від 1998 | важкі іони | .. | .. | .. |
AD | ЦЕРН | від 1998 | антипротони | .. | .. | .. |
HIMAC | Тіба, Японія | від 2000 | іони C12+ | .. | .. | .. |
TSR | MPI, Гайдельберг, Німеччина | від 2004 | .. | .. | .. | .. |
LEIR | ЦЕРН | від 2005 | іони Pb82+ | .. | .. | .. |
Recycler | Фермілаб, США | 2005-? | антипротони | .. | .. | .. |
S-LSR | Кіото, Японія | від 2005 | .. | .. | .. | .. |
CSRm | IMP, Ланьчжоу, Китай | від 2005 | .. | .. | .. | .. |
CSRe | IMP, Ланьчжоу, Китай | від 2008 | .. | .. | .. | .. |
COSY | Юліх, Німеччина | від 2013 | .. | .. | .. | .. |
ELENA | ЦЕРН | від 2018 | антипротони | .. | .. | .. |
Див. також ред.
Примітки ред.
- ↑ Электронное охлаждение и новые возможности в физике элементарных частиц [Архівовано 19 липня 2018 у Wayback Machine.], Г. И. Будкер, А. Н. Скринский, УФН, т.124, вып.4, сс.561-595.
- ↑ Brief History and Present Status of Cooling Methods in Experimental Physics [Архівовано 28 жовтня 2018 у Wayback Machine.], I.Meshkov[ru], Beam Dynamics Newsletter no.64, p.12.
- ↑ Beam Cooling Status and Perspectives [Архівовано 25 листопада 2017 у Wayback Machine.], M.Steck, talk at COOL15 conference.
Література ред.
- История создания электронного охлаждения [Архівовано 2 вересня 2021 у Wayback Machine.], В. В. Пархомчук, «Наука из первых рук», т. 46, № 4, 08.11.2012.
- An effective method of damping particle oscillations in proton and antiproton storage rings [Архівовано 4 березня 2016 у Wayback Machine.], G.I. Budker, Soviet Atomic Energy. 22 (5): 438—440.