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

Тысячи сомиков-шмелей вскарабкались по водопадам Тысячи сомиков-шмелей вскарабкались по водопадам

Почему южноамериканские сомики-шмели необычно ведут себя у водопадов

N+1
Карьерные консультанты — кто они такие и помогут ли тебе найти работу Карьерные консультанты — кто они такие и помогут ли тебе найти работу

Сказ о том, как наш бывший коллега искал работу диковинным способом и преуспел!

Maxim
Палеогенетики уточили популяционную историю Таримской впадины Палеогенетики уточили популяционную историю Таримской впадины

Как ученые анализировали геномы древних людей из Таримской впадины

N+1
Протоны могут содержать кварки, которые массивнее самих протонов: парадокс квантовой физики Протоны могут содержать кварки, которые массивнее самих протонов: парадокс квантовой физики

Протоны могут быть куда сложнее, чем мы привыкли думать

ТехИнсайдер
Как нас обманывает Disney: чем на самом деле заканчиваются популярные детские сказки Как нас обманывает Disney: чем на самом деле заканчиваются популярные детские сказки

Почти у каждой сказки, которую вы читали в детстве, есть версия 18+...

ТехИнсайдер
Можно ли удлинить ногтевое ложе? Да! Рассказываем, как это сделать Можно ли удлинить ногтевое ложе? Да! Рассказываем, как это сделать

Что делать, если природа не подарила тебе изящные ногти?

VOICE
Святое Собеседование: рождение жанра Святое Собеседование: рождение жанра

Живописец Ян ван Эйк жил по принципу: «любой каприз за ваши деньги»

Дилетант
Зачем изучать искусство: 5 причин Зачем изучать искусство: 5 причин

Как искусство развивает наш кругозор и снимает тревожность?

Psychologies
Все совпадения неслучайны: 6 криминальных сериалов, основанных на реальных событиях Все совпадения неслучайны: 6 криминальных сериалов, основанных на реальных событиях

Криминальные сериалы, в основу которых легли реальные трагические истории

Forbes
Биологи построили теорию происхождения сложных клеток, из которых построены высшие организмы, в том числе человек Биологи построили теорию происхождения сложных клеток, из которых построены высшие организмы, в том числе человек

Как возникают сложные клетки — эукариоты?

ТехИнсайдер
«Тошнит от школы». Почему дети болеют перед контрольными «Тошнит от школы». Почему дети болеют перед контрольными

О том, как на самом деле взаимодействует психическое и телесное

СНОБ
Как отпустить умершего человека: 3 совета, чтобы начать двигаться вперед Как отпустить умершего человека: 3 совета, чтобы начать двигаться вперед

Чтобы отпустить умершего, потребуется пройти через несколько стадий горевания

Psychologies
5 способов борьбы с тревожностью, о которых вы еще не знаете 5 способов борьбы с тревожностью, о которых вы еще не знаете

Нестандартные способы, которые помогут вам победить тревожность

Inc.
Сосредоточьтесь на чем-то одном: как многозадачность вредит нашему здоровью и отношениям Сосредоточьтесь на чем-то одном: как многозадачность вредит нашему здоровью и отношениям

Многозадачность на самом деле снижает нашу общую продуктивность

Psychologies
Неужели паре пришел конец? Неужели паре пришел конец?

На что надеяться в любви, а от чего предстоит отказаться?

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
Как со вкусом носить вечерние платья: гид Жаклин Кеннеди Как со вкусом носить вечерние платья: гид Жаклин Кеннеди

Как одевалась Джеки Кеннеди?

VOICE
Метаповерхности излучили запутанные фотоны с переменной длиной волны Метаповерхности излучили запутанные фотоны с переменной длиной волны

Тонкие метаповерхности, состоящие из массивов кремниевых нанорезонаторов

N+1
Металлические стекла оказались частично жидкими Металлические стекла оказались частично жидкими

Доказано, что часть атомов в металлических стеклах движется подобно жидкости

N+1
Просыпаюсь, как итальянка: что делают южные модницы, чтобы выглядеть богинями при минимальных затратах Просыпаюсь, как итальянка: что делают южные модницы, чтобы выглядеть богинями при минимальных затратах

Как, ну как итальянские блогеры выглядят так роскошно с самого утра?

VOICE
Как бессонница вдохновила бывшего консультанта придумать систему домашнего освещения, которая бережет ваши глаза (и психику) Как бессонница вдохновила бывшего консультанта придумать систему домашнего освещения, которая бережет ваши глаза (и психику)

Колин Биллингс терял сон

Inc.
Греть предметы, а не воздух: в чем особенность инфракрасных обогревателей Греть предметы, а не воздух: в чем особенность инфракрасных обогревателей

Какой обогреватель лучше — инфракрасный или конвекционный?

CHIP
В каких фруктах и ягодах больше всего белка В каких фруктах и ягодах больше всего белка

Что поможет тебе не только восполнить дефицит витаминов, но и набрать массу

Maxim
Когда (не) поздно начать Когда (не) поздно начать

У желаний нет возраста

Psychologies
Помогите первокласснику Помогите первокласснику

Десять правил, которые помогут ребенку (и его родителям) подготовиться к учебе

Лиза
Что такое настоящая любовь к женщине: смешная и мудрая цитата Романа Карцева Что такое настоящая любовь к женщине: смешная и мудрая цитата Романа Карцева

Монологи Романа Карцева смешат нас до сих пор

VOICE
В Россию возвращаются машины из Ирана. Что нужно знать про Iran Khodro В Россию возвращаются машины из Ирана. Что нужно знать про Iran Khodro

Iran Khodro — французская техника, иранский дизайн и новый амбициозный кроссовер

РБК
У меня FOBO: как «страх лучшего варианта» парализует человека при принятии решений У меня FOBO: как «страх лучшего варианта» парализует человека при принятии решений

Что на самом деле кроется за этой аббревиатурой FOBO?

Forbes
Китайские ученые лишили мышей хромосомы. А потом еще одной Китайские ученые лишили мышей хромосомы. А потом еще одной

Ученые научились сшивать мышиные хромосомы между собой

N+1
Время во Вселенной может не существовать вовсе! Но вот почему этого не стоит бояться Время во Вселенной может не существовать вовсе! Но вот почему этого не стоит бояться

Существует ли время?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении