НАКОПИ́ТЕЛИ ЗАРЯ́ЖЕННЫХ ЧАСТИ́Ц
-
Рубрика: Физика
-
Скопировать библиографическую ссылку:
НАКОПИ́ТЕЛИ ЗАРЯ́ЖЕННЫХ ЧАСТИ́Ц (накопительные кольца), установки, предназначенные для накопления заряженных частиц на стационарных орбитах. Частицы могут находиться на таких орбитах длительное время (до нескольких суток). Идея накопления заряженных частиц для повышения интенсивности пучков за счёт многократных инжекций была высказана амер. физиком Дж. О’Нилом. Первый Н. з. ч. для установки со встречными электронными пучками ВЭП-1 создан под рук. Г. И. Будкера в 1964.
Н. з. ч. имеет такое же устройство, что и синхротрон, но в Н. з. ч. энергия частиц, движущихся по орбитам постоянного радиуса, остаётся неизменной. Существует два типа Н. з. ч.: накопители с магнитной структурой и электростатические. В Н. з. ч. первого типа циркуляция заряженных частиц происходит в постоянном магнитном поле и траектория частиц определяется их энергией, зарядом и массой. В Н. з. ч. второго типа повторяющееся круговое движение частиц осуществляется за счёт их поворота в поперечном электростатич. поле и зависит только от энергии и заряда частиц. Выделяют накопители лёгких частиц (электронов и позитронов) и накопители тяжёлых частиц (протонов, антипротонов, ядер, ионов и др.).
Особенностью накопителей электронов является малый фазовый объём пучков частиц (т. е. малый объём сгустка частиц и малый разброс частиц по скоростям), достигаемый при их охлаждении за счёт радиац. трения. Такие Н. з. ч. широко применяют в качестве источников синхротронного излучения, а также используют для формирования электрон-позитронных встречных пучков и поляризов. пучков электронов и позитронов.
Накопители тяжёлых частиц входят в состав адронных и ионных коллайдеров. Накопление ионов в Н. з. ч. приводит к росту фазового объёма пучка. Снижение фазового объёма проводят путём охлаждения пучков частиц, для чего в ионных накопителях устанавливают спец. системы стохастического или электронного охлаждения. Ионные накопители применяют в разл. областях ядерной физики (напр., для формирования сгустков частиц определённой протяжённости, в качестве масс-спектрометров частиц с относит. массовым разрешением до 10–6), в ядерной астрофизике (для накопления пучков радиоактивных ионов с целью моделирования астрофизич. процессов) и др. Электростатич. Н. з. ч. используют в ядерной физике, биологии и радиац. медицине преимущественно для накопления низкоэнергетичных ионов большой массы, напр. ионов молекул ДНК.