Физикам удалось реализовать оптическое стохастическое охлаждение пучков частиц

N+1Наука

Физики реализовали оптическое стохастическое охлаждение пучков частиц

Марат Хамадеев

J. Jarvis et al. / Nature, 2022

Американские физики сообщили о том, что им впервые удалось реализовать оптическое стохастическое охлаждение пучков заряженных частиц. Этот тип охлаждения заключается в гашении импульсных флуктуаций за счет системы обратной связи. В новой работе эта связь происходила на оптических частотах, что необходимо для повышения эффективности и скорости охлаждения на ускорителях и синхротронах. Исследование опубликовано в Nature.

Львиная доля открытий в фундаментальной доле сделана с помощью пучков элементарных частиц и ионов, разогнанных до высоких скоростей. Чаще всего пучки либо сталкивают между собой в линейных и кольцевых ускорителях, либо заставляют бегать по кругу для генерации синхротронного излучения. В тех из приложений, где частицы путешествуют по кольцевой траектории, их охлаждение — это обязательная и неотъемлемая часть установки. Под охлаждением пучков быстро летящих частиц понимается сокращение объема в шестимерном фазовом пространстве, который занимают все частицы. Проще говоря, перед физиками стоит задача уменьшения разброса по импульсам и по координатам частиц относительно некоторых желательных значений.

Среди множества методов пучкового охлаждения выделяется стохастическое охлаждение. Его суть заключается в подавлении отдельных флуктуаций с помощью системы обратной связи (пикап), которая в нужный момент активирует дополнительное электромагнитное воздействие (кикер), сужающее пучок. Этот метод хорошо показал себя при работе с протонными и антипротонными пучками, а его изобретение было отмечено Нобелевской премией по физике за 1984 год.

Частота, с которой срабатывает система, пропорциональная количеству частиц в пучке. Кроме того, эта частота определяет скорость охлаждения, которую желательно увеличить. Сейчас стохастическое охлаждение работает на гигагерцовых частотах, однако грядущие эксперименты потребуют более эффективного охлаждения. Для решения этой проблемы почти 30 лет назад было предложено оптическое стохастическое охлаждение, в котором полосу пропускания предлагалось поднять до 10

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Джеймс Уэбб» рассмотрел комки пыли в галактике «Сомбреро» «Джеймс Уэбб» рассмотрел комки пыли в галактике «Сомбреро»

Ядро «Сомбреро» содержит не очень активную сверхмассивную черную дыру

N+1
Треть цинка попала на Землю вместе с метеоритами Треть цинка попала на Землю вместе с метеоритами

Метеориты могут быть источником цинка, ртути, селена на Земле

N+1
Открыт четвертый вид зрачковой реакции — на фазу дыхания Открыт четвертый вид зрачковой реакции — на фазу дыхания

Ученые открыли, что зрачки реагируют на фазу дыхательного цикла

N+1
Как прием гормональных контрацептивов влияет на жизнь и психику женщин: ученые обозначили главные проблемы Как прием гормональных контрацептивов влияет на жизнь и психику женщин: ученые обозначили главные проблемы

Как синтетические гормоны влияют на женщин?

ТехИнсайдер
Как понимать картины в музее: простые советы от искусствоведа Как понимать картины в музее: простые советы от искусствоведа

Как правильно воспринимать произведения искусства?

Psychologies
«Он исчез, не попрощавшись»: как уберечь себя от такого сценария «Он исчез, не попрощавшись»: как уберечь себя от такого сценария

Почему мужчина неожиданно перестал общаться и просто «пропал с радаров»?

Psychologies
5 шагов, чтобы вернуть ребенка в рабочий режим после каникул 5 шагов, чтобы вернуть ребенка в рабочий режим после каникул

Как мягко подготовить ребенка к школьному распорядку дня?

Psychologies
«Джеймс Уэбб» обнаружил кандидата в древнейшую известную галактику «Джеймс Уэбб» обнаружил кандидата в древнейшую известную галактику

Астрономы обнаружили очередного кандидата в древнейшую галактику

N+1
Эффективные способы укрепить ногти в домашних условиях Эффективные способы укрепить ногти в домашних условиях

На красоту и здоровье ногтей влияет множество факторов

VOICE
Сталинская скорость Сталинская скорость

Несбывшиеся мечты о рекордных автомобилях

Автопилот
Когда (не) поздно начать Когда (не) поздно начать

У желаний нет возраста

Psychologies
«Конец привычного мира»: а как построить новый? «Конец привычного мира»: а как построить новый?

Прежняя жизнь закончилась. Как создать новую?

Psychologies
Что такое похмелье с точки зрения науки? И как быстро от него избавиться? Что такое похмелье с точки зрения науки? И как быстро от него избавиться?

Может ли современная медицина ответить на вопрос как избавиться от похмелья?

ТехИнсайдер
Палеогенетики впервые прочитали ДНК из древнеегипетских каноп Палеогенетики впервые прочитали ДНК из древнеегипетских каноп

Отсеквенировали ДНК из образцов, извлеченных из древнеегипетских каноп

N+1
Доказано, что качество нашего сна напрямую влияет на отношение к людям и желание помогать им Доказано, что качество нашего сна напрямую влияет на отношение к людям и желание помогать им

Связь между эгоизмом и качеством нашего отдыха глубже, чем кажется

ТехИнсайдер
Почему новый стартап скандального основателя WeWork похож на предыдущий Почему новый стартап скандального основателя WeWork похож на предыдущий

Почему к стартапам в портфеле Адама Нойманна столько вопросов?

Forbes
Идеальный плейлист для собак: эта музыка успокоит вашего пса в дорожном путешествии Идеальный плейлист для собак: эта музыка успокоит вашего пса в дорожном путешествии

Эта музыка поможет собаке расслабиться, когда она сидит взаперти в машине

ТехИнсайдер
Почему мы боимся одиночества и что делать, если вы одиноки? Почему мы боимся одиночества и что делать, если вы одиноки?

Почему одиночество гильотиной нависает над людьми?

Правила жизни
Что значит смерть Михаила Горбачева для россиян: комментарий психолога Что значит смерть Михаила Горбачева для россиян: комментарий психолога

Смерть Михаила Горбачева — новая перестройка, но уже в сознании?

Psychologies
Как я жила с альфонсом: личная история нашей читательницы Как я жила с альфонсом: личная история нашей читательницы

Наша героиня искала любовь, а нашла мужчину, который решил пожить за ее счет

VOICE
Тестируем Mitsubishi Eclipse Cross: гонять и никаких понтов Тестируем Mitsubishi Eclipse Cross: гонять и никаких понтов

Mitsubishi Eclipse Cross — оптимальный универсальный автомобиль

Maxim
Инстаграмное место: как соцсети изменили представления об идеальном пространстве Инстаграмное место: как соцсети изменили представления об идеальном пространстве

Отрывок из книги «Формула грез» — почему минимализм превратился в эстетику

Forbes
Как перекупщики обманывают водителей: что важно знать при ввозе машины Как перекупщики обманывают водителей: что важно знать при ввозе машины

Эксперты назвали риски при заказе автомобилей из-за границы у перекупщиков

РБК
Озарение по Эдисону: как использовать фазы сна для решения сложных задач Озарение по Эдисону: как использовать фазы сна для решения сложных задач

Главное в этом процессе — не заснуть слишком глубоко

VC.RU
Виртуальный поп-артист Парнишка — о хитах, анонимности и индустрии Виртуальный поп-артист Парнишка — о хитах, анонимности и индустрии

Парнишка — о ностальгии в поп-музыке, анатомии хита и будущем индустрии

РБК
Жизненные, провокативные, смешные: лучшие мультсериалы, которые понравятся взрослым больше, чем детям Жизненные, провокативные, смешные: лучшие мультсериалы, которые понравятся взрослым больше, чем детям

Мультфильмы, которые созданы скорее для взрослых

VOICE
Непотопляемая: история Вайолетт Джесcоп, выжившей в трех кораблекрушениях, включая Непотопляемая: история Вайолетт Джесcоп, выжившей в трех кораблекрушениях, включая

Реальная жизнь Вайолетт Джесcоп была покруче любого сценария

VOICE
Антиоксиданты: что это такое, и зачем они нужны Антиоксиданты: что это такое, и зачем они нужны

Как работают антиоксиданты?

ТехИнсайдер
Шнековая или центробежная соковыжималка: чей сок лучше Шнековая или центробежная соковыжималка: чей сок лучше

Чем отличаются разные соковыжималки по принципу работы?

CHIP
Как сойти за умного в любой ситуации? 4 способа прикинуться интеллектуалом Как сойти за умного в любой ситуации? 4 способа прикинуться интеллектуалом

Кто не хочет, чтобы о нем думали, как об умном и образованном человеке?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении