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

Риск инфаркта оказался меньше после шунтирования желудка по сравнению с рукавной пластикой Риск инфаркта оказался меньше после шунтирования желудка по сравнению с рукавной пластикой

Риск инфаркта миокарда ниже после шунтирования желудка, чем после гастропластики

N+1
«Все, что движется». Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей «Все, что движется». Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей

Отрывок из книги «Все, что движется» — как развивалась научная картина мира

N+1
Женщины-фридайверы из Южной Кореи адаптировались для жизни под водой Женщины-фридайверы из Южной Кореи адаптировались для жизни под водой

Чем отличаются женщины общины хэнё от кореянок, живущими на материке

ТехИнсайдер
Археологи обнаружили в Фанагории детскую спальню хазарского времени Археологи обнаружили в Фанагории детскую спальню хазарского времени

Владимир Кузнецов рассказал о результатах раскопок средневековой Фанагории

N+1
Вся правда о холестерине Вся правда о холестерине

Что на самом деле вызывает заболевания сердца и сосудов

kiozk originals
Люди + технологии = любовь. Как не терять связь даже на разных концах мира Люди + технологии = любовь. Как не терять связь даже на разных концах мира

Самые удивительные способы быть ближе даже сквозь расстояния

Правила жизни

Самый необычный постоялец отеля «Гельвеция»

Правила жизни
Зоологи случайно обнаружили в японском аквариуме новый вид глубоководных гигантских изопод Зоологи случайно обнаружили в японском аквариуме новый вид глубоководных гигантских изопод

Новый вид изоподов получил название Bathynomus yucatanensis

N+1
Футбол и лирика: в прокат вышел документальный фильм о клубе «Манчестер Юнайтед» Футбол и лирика: в прокат вышел документальный фильм о клубе «Манчестер Юнайтед»

До российского проката добрался документальный фильм «Великий «Юнайтед»

Forbes
Охота на ведьм и поиски козла отпущения: как работают механизмы коллективного насилия Охота на ведьм и поиски козла отпущения: как работают механизмы коллективного насилия

Почему на протяжении всей истории человечества одни сообщества преследуют другие

Forbes
Как подростки снимали фильм «Дух сейда» для проекта «Кинолаборатория» Как подростки снимали фильм «Дух сейда» для проекта «Кинолаборатория»

«Сноб» поговорил с командой фильма «Дух сейда» о том, что дал им этот проект

СНОБ
Тюленихи Уэдделла пожертвовали способностью нырять ради снабжения детенышей железом Тюленихи Уэдделла пожертвовали способностью нырять ради снабжения детенышей железом

Ежедневно тюленихи с молоком передают детенышам 309–614 миллиграммов железа

N+1
«Вещная жизнь: материальность позднего социализма». «Вещная жизнь: материальность позднего социализма».

Отрывок из книги «Вещная жизнь» — о том, как железо в СССР было связано с силой

N+1
Полив этиловым спиртом защитил резуховидку от засухи Полив этиловым спиртом защитил резуховидку от засухи

Генетики предложили повысить засухоустойчивость растений с помощью этанола

N+1
«Да я из-за тебя…»: 20 фраз, которые выдадут в мужчине токсичного отца «Да я из-за тебя…»: 20 фраз, которые выдадут в мужчине токсичного отца

Какие фразы свидетельствуют о том, что мужчина — токсичный родитель?

Psychologies
История одной вещи: тамагочи — великий и (немного) ужасный История одной вещи: тамагочи — великий и (немного) ужасный

Вспоминаем историю суперпопулярной японской игры

Правила жизни
6 советов, которые помогут сделать жизнь экологичнее 6 советов, которые помогут сделать жизнь экологичнее

Помочь природе может каждый, даже слегка изменив повседневную рутину

СНОБ
Сделать код понятным: как Барбара Лисков повлияла на современное программирование Сделать код понятным: как Барбара Лисков повлияла на современное программирование

Барбара Лисков — пионерка развития современных языков программирования

Forbes
Малый ледниковый период отразился на почвах из Тульского кремля Малый ледниковый период отразился на почвах из Тульского кремля

Палеопочвоведы нашли признаки похолодания в культурных слоях XVI–XVIII веков

N+1
6 мифов о космосе, в которые вы до сих пор верите 6 мифов о космосе, в которые вы до сих пор верите

По количеству существующих мифов космос может соперничать разве что с медициной

ТехИнсайдер
«Совместное родительство — это предприятие»: как отцы включаются в заботу о детях «Совместное родительство — это предприятие»: как отцы включаются в заботу о детях

Почему в России до сих пор есть проблемы с включением отцов в воспитание детей

Forbes
Сильные и опасные: 8 пород собак, которых нельзя заводить, если у тебя дети Сильные и опасные: 8 пород собак, которых нельзя заводить, если у тебя дети

Собаки, которые не очень ладят с детьми

VOICE
Принцесса Диана: истоки культа Принцесса Диана: истоки культа

Как появился миф о прекрасной принцессе Диане?

Psychologies
Еда от дьявола: какие продукты было запрещено употреблять в пищу на Руси Еда от дьявола: какие продукты было запрещено употреблять в пищу на Руси

Почему некоторые привычные нам продукты запрещались на Руси волею правителей

ТехИнсайдер
Защита от остеопороза Защита от остеопороза

Остеопороз – сложное и серьезное заболевание. Как его предотвратить?

Лиза
Прямые траектории миграции мертвых голов указали на наличие внутреннего компаса Прямые траектории миграции мертвых голов указали на наличие внутреннего компаса

Вероятно, бражники ориентируются по ландшафту и магнитному полю Земли

N+1
Японские шары счастья Японские шары счастья

Шар темари — драгоценный подарок, символизирующий дружбу и верность

Наука и жизнь
Метод языкового погружения: как заговорить на английском на уровне носителя Метод языкового погружения: как заговорить на английском на уровне носителя

Что такое метод языкового погружения и чем он полезен в долгосрочной перспективе

ТехИнсайдер
Как завести автомобиль, у которого сел аккумулятор Как завести автомобиль, у которого сел аккумулятор

Как безопасно завести машину с севшим аккумулятором?

ТехИнсайдер
Блефаропластика: операция на веках, которая возвращает лицу молодость Блефаропластика: операция на веках, которая возвращает лицу молодость

Блефаропластика – малоинвазивная операция на верхних и нижних веках

ТехИнсайдер
Открыть в приложении