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

Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога

Ученые выделили фрагменты древних белков из зубной эмали миоценового носорога

N+1
Доступная заграница Доступная заграница

5 интересных стран, где нас ждут

Лиза
Ученые объяснили, как идеи становятся вирусными, и почему все знают про «рыбов» Ученые объяснили, как идеи становятся вирусными, и почему все знают про «рыбов»

Почему одни идеи становятся вирусными, а другие просто исчезают?

ТехИнсайдер
Одиночество в детстве предсказало проблемы с алкоголем во взрослой жизни Одиночество в детстве предсказало проблемы с алкоголем во взрослой жизни

Люди, ощущавшие одиночество в детстве, сильнее реагируют на стресс

N+1
Тайна «пляжного тела» Тайна «пляжного тела»

«Пляжное тела»: почему оно есть у всех и в то же время не существует

VOICE
«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
Маньяк, который продолжил убивать в тюрьме: история «архангельского Чикатило» Сергея Шипилова Маньяк, который продолжил убивать в тюрьме: история «архангельского Чикатило» Сергея Шипилова

«Я — архангельский Чикатило», — обычно говорит он с гордой улыбкой

VOICE
Сизые горожане Сизые горожане

Почему голуби стали жить рядом с человеком?

Вокруг света
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
Суперкомпьютер обработал колоссальный объем данных, чтобы получить фантастическое изображение сверхновой Суперкомпьютер обработал колоссальный объем данных, чтобы получить фантастическое изображение сверхновой

Исследователи обработали серию наблюдений получили невероятный снимок сверхновой

ТехИнсайдер
Забыть и отпустить: 5 сигналов, что это не ваш мужчина Забыть и отпустить: 5 сигналов, что это не ваш мужчина

Как определить, что это не ваш мужчина?

Psychologies
Что хорошего и что плохого в сериалах по «Звездным войнам»? Обсуждаем и критикуем проекты Disney+ Что хорошего и что плохого в сериалах по «Звездным войнам»? Обсуждаем и критикуем проекты Disney+

Разбираемся, за что стоит похвалить Disney+, а за что — покритиковать

Правила жизни
Кинематограф управляет вашими эмоциями. На что нужно обратить внимание Кинематограф управляет вашими эмоциями. На что нужно обратить внимание

Десятилетие за десятилетием киноискусство овладевает умами

ТехИнсайдер
10 вещей, которые нельзя делать с кошкой 10 вещей, которые нельзя делать с кошкой

10 вещей, которые могут навредить вашей кошке

Maxim
Великие нюдсы, которые вошли в историю Великие нюдсы, которые вошли в историю

Нюдсы человечество изобрело намного раньше, чем телефоны с камерой

Maxim
Как оптимизировать Windows 11 и Windows 10 для игр: компьютер будет «летать»! Как оптимизировать Windows 11 и Windows 10 для игр: компьютер будет «летать»!

Мало купить мощный компьютер, его нужно еще и оптимизировать

ТехИнсайдер
Йога в самиздате, ритмическая гимнастика по ТВ и суперфуд в трехлитровой банке: каким был ЗОЖ в СССР Йога в самиздате, ритмическая гимнастика по ТВ и суперфуд в трехлитровой банке: каким был ЗОЖ в СССР

Думаете, повальное увлечение ЗОЖем — явление последних 10–15 лет? А вот и нет

Правила жизни
О чем говорит поведение мужчин после ссор? Мнение психолога О чем говорит поведение мужчин после ссор? Мнение психолога

Узнай новое о своем любимом по тому, как он ведет себя после ссоры

VOICE
Как русская девочка влюбила в себя Голливуд, но умерла молодой при загадочных обстоятельствах: трагедия Натали Вуд Как русская девочка влюбила в себя Голливуд, но умерла молодой при загадочных обстоятельствах: трагедия Натали Вуд

Натали Вуд была олицетворением сказки о Золушке

VOICE
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
В захвате Австралии кроликами обвинили английского фермера XIX века В захвате Австралии кроликами обвинили английского фермера XIX века

Австралийские кролики происходят от особей, которых выпустил Томас Остин

N+1
«Дом Дракона»: каким получился долгожданный приквел «Игры престолов» «Дом Дракона»: каким получился долгожданный приквел «Игры престолов»

Каким получился один из самых ожидаемых проектов года, «Дом Дракона»

Forbes
4 книги, которые изменят ваше отношение к себе 4 книги, которые изменят ваше отношение к себе

Подборка книг, которые помогут вам по-новому выстроить общение с собой

Psychologies
Призрачный успех: почему российскому бизнесу сложно покорить китайский рынок Призрачный успех: почему российскому бизнесу сложно покорить китайский рынок

Как оценивать потенциально новый рынок Китая?

Forbes
Калорийность рациона: зачем нужны белки и жиры Калорийность рациона: зачем нужны белки и жиры

Чем определяется калорийность рациона?

РБК
«Не то башня, не то труба»: почему реставрация дома Мельникова затянулась на 16 лет «Не то башня, не то труба»: почему реставрация дома Мельникова затянулась на 16 лет

Долгая история создания музея Константина и Виктора Мельниковых

Forbes
«Пришло то самое время, когда надо поверить в себя» «Пришло то самое время, когда надо поверить в себя»

Маша Шейх получила широкую известность благодаря своей работе в группе #2Маши

OK!
Инсулиновая помпа восстановила структуру мозга у подростков-диабетиков Инсулиновая помпа восстановила структуру мозга у подростков-диабетиков

Как разные способы введения инсулина влияют на мозг подростков с диабетом

N+1
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
Давай голосом. Вспоминаем историю Siri — голосового помощника, который опередил Google, продался Apple и изменил жизни миллионов Давай голосом. Вспоминаем историю Siri — голосового помощника, который опередил Google, продался Apple и изменил жизни миллионов

Отрывок из книги «Harvard Business Review: 10 лучших статей»

Inc.
Открыть в приложении