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

За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению

Почему особи бесполых дафний плохо переносят потепление

N+1
Люди сжульничали независимо от предыдущей победы или поражения Люди сжульничали независимо от предыдущей победы или поражения

От чего зависит жульничество в азартных играх?

N+1
Древнему жителю Китаю ампутировали ногу в наказание Древнему жителю Китаю ампутировали ногу в наказание

Ампутацию считают древнейшей хирургической операцией

N+1
Кино как улика Кино как улика

Как одна телевизионная трилогия спасла троих невинно осужденных

Weekend
Как говорить, чтобы дети слушали Как говорить, чтобы дети слушали

Как научиться вести диалог с ребенком

kiozk originals
Фарт инженера Павлуцкого Фарт инженера Павлуцкого

В местах этих на долю человека выпадет немало испытаний

Наука и жизнь
Как развивались партнерские роды в России? Об опыте присутствия мужчин при родах — в фрагменте книги Как развивались партнерские роды в России? Об опыте присутствия мужчин при родах — в фрагменте книги

Глава из книги «Человек рождающий» — как мужчины перестали закрываться от родов

Правила жизни
Как актриса Нишель Николс и сериал «Стартрек» помогли движению за гражданские права в США Как актриса Нишель Николс и сериал «Стартрек» помогли движению за гражданские права в США

Как роль Нишель Николс в космической франшизе повлияла на права женщин в США

СНОБ
Искусственные эмбрионы мыши развились до восьмого дня вне матки Искусственные эмбрионы мыши развились до восьмого дня вне матки

Ученые создали мышиные эмбрионы и дорастили их до восьмого дня развития

N+1
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 Cyberpunk 2077, но не лагает: во что поиграть еще, если тебе понравился шутер от CD Projekt RED Как Cyberpunk 2077, но не лагает: во что поиграть еще, если тебе понравился шутер от CD Projekt RED

Лучшие релизы о мрачном и технологически развитом будущем

Maxim
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
Правила секса Светланы Бондарчук Правила секса Светланы Бондарчук

Приглашенный главный редактор делится открытиями на пути принятия себя

Psychologies
8 программ для записи видео с экрана ноутбука 8 программ для записи видео с экрана ноутбука

Самые подходящие программы для записи видео с экрана компьютера

CHIP
В 19 лет прославилась, в 20 убита мужем: трагическая судьба звезды Playboy Дороти Страттен В 19 лет прославилась, в 20 убита мужем: трагическая судьба звезды Playboy Дороти Страттен

В свои 20 лет Дороти Страттен имела всё — мужа, популярность, работу мечты

VOICE
Машинное обучение предсказало толщину нейтронной кожи свинца Машинное обучение предсказало толщину нейтронной кожи свинца

Физики рассчитали толщину нейтронной оболочки в ядре изотопа свинца-208

N+1
Как полировать фары автомобиля: три способа и советы эксперта Как полировать фары автомобиля: три способа и советы эксперта

Вернуть фарам изначальный вид можно при помощи полировки

РБК
Светочувствительные метки сделали бумажную книгу интерактивной Светочувствительные метки сделали бумажную книгу интерактивной

Интерактивная книга, которая максимально приближена к обычной бумажной книге

N+1
Принцесса Диана: истоки культа Принцесса Диана: истоки культа

Как появился миф о прекрасной принцессе Диане?

Psychologies
Отсеквенирован геном «бессмертной» медузы Отсеквенирован геном «бессмертной» медузы

Ученые составили список генов, которые отвечают за «бессмертие» медузы

N+1
«Создательница ангелов»: история Хильды Нильссон, которая убивала детей «Создательница ангелов»: история Хильды Нильссон, которая убивала детей

«Создательница ангелов с улицы Брюкс» — самая известная в Швеции серийная убийца

VOICE
Сколько стоит робопес и зачем он нужен Сколько стоит робопес и зачем он нужен

Для чего используются роботы-собаки и сколько они стоят?

CHIP
Как не испортить первый ужин на свидании Как не испортить первый ужин на свидании

Как готовить? Учимся делать это красиво (а некрасиво — не делать)

Maxim
Опасные люди: как их распознать, если они кажутся «нормальными» Опасные люди: как их распознать, если они кажутся «нормальными»

Опаснее всего не явные тираны, а те, кто поначалу кажутся нормальными

Psychologies
Серьги жертвы подарил матери: история бердского маньяка, державшего в страхе весь город Серьги жертвы подарил матери: история бердского маньяка, державшего в страхе весь город

Два года все женщины Бердска выходили на улицу, сжавшись от страха

VOICE
Почему сила воли бесполезна в борьбе с вредными привычками Почему сила воли бесполезна в борьбе с вредными привычками

Сильная воля хороша только для краткосрочных целей

Psychologies
Трагедия лишней хромосомы: ущербность мужчины и сложность женщины Трагедия лишней хромосомы: ущербность мужчины и сложность женщины

Интимные проблемы половых хромосом

СНОБ
От супергероев до советской драмы: какое кино поможет в воспитании детей От супергероев до советской драмы: какое кино поможет в воспитании детей

Какие фильмы лучше посмотреть вместе с детьми

Psychologies
Юпитер ограничил параметры темной материи Юпитер ограничил параметры темной материи

Физики предложили новый метод для ограничения параметров темной материи

N+1
Несовместимая пара: как быть, если ты и твой мужчина слишком разные люди Несовместимая пара: как быть, если ты и твой мужчина слишком разные люди

Как построить счастливые отношения, если вы очевидно не подходите друг другу

VOICE
Открыть в приложении