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

Излучение квазара подавило звездообразование в галактике из ранней Вселенной Излучение квазара подавило звездообразование в галактике из ранней Вселенной

Молекулярный газ ранней Вселенной разрушается под действием излучения квазара

N+1
Кокетливый язык тела: какие жесты заводят мужчин и женщин Кокетливый язык тела: какие жесты заводят мужчин и женщин

Язык тела позволяет выразить наши чувства и желания

Psychologies
Чистая психология: как осанка влияет на нашу самооценку Чистая психология: как осанка влияет на нашу самооценку

Как прямая спина и расправленные плечи влияют на психическое состояние?

ТехИнсайдер
«Другой папа». Как построить новые отношения женщине с детьми «Другой папа». Как построить новые отношения женщине с детьми

Женщина второй раз выходит замуж. Как в этом случае вести себя с ребенком?

СНОБ
Интроверты​​​​ Интроверты​​​​

Как использовать особенности своего характера

kiozk originals
«Люди мы русские, имена же наши Карл, Инегельд, Фарлоф...» «Люди мы русские, имена же наши Карл, Инегельд, Фарлоф...»

У сторонников версии о призвании норманнов на Русь есть железный аргумент

Дилетант
Завещать лайки и разделить подписчиков: как можно распорядиться аккаунтом в соцсетях Завещать лайки и разделить подписчиков: как можно распорядиться аккаунтом в соцсетях

Можно ли продать популярный аккаунт за долги обанкротившегося владельца?

Forbes
Парадокс добродетели: почему людям присущи подлинная доброта и немыслимая жестокость Парадокс добродетели: почему людям присущи подлинная доброта и немыслимая жестокость

Отрывок из книги антрополога Ричарда Рэнгема «Парадокс добродетели»

Forbes
Если родители были токсичными: 5 защитных механизмов психики Если родители были токсичными: 5 защитных механизмов психики

Как сделать свою взрослую жизнь и отношения счастливее?

Psychologies
«Невидимый страж». Как иммунитет защищает нас от внешних и внутренних угроз «Невидимый страж». Как иммунитет защищает нас от внешних и внутренних угроз

Отрывок из книги «Невидимый страж» — о теории гуморального иммунитета

N+1
Бегаю в туалет каждые 15 минут: как я живу с гиперактивным мочевым пузырем Бегаю в туалет каждые 15 минут: как я живу с гиперактивным мочевым пузырем

Как проявляется гиперактивность мочевого пузыря?

VOICE
Никогда больше: как Германия формирует нетерпимость к преступлениям прошлого Никогда больше: как Германия формирует нетерпимость к преступлениям прошлого

Наследие катастроф XX века заставляет Европу пересматривать отношение к истории

Forbes
10 научных фактов о фильме «День независимости» 10 научных фактов о фильме «День независимости»

Кинофильм, запрещенный на планетах, где нет чувства юмора

Maxim
Тело Дженнифер: что Лопес делает с собой, чтобы в 53 выглядеть на 30 — уроки антистарения Тело Дженнифер: что Лопес делает с собой, чтобы в 53 выглядеть на 30 — уроки антистарения

Джей Ло годами (да что там годами — десятилетиями) живет в турбо-режиме

VOICE
Есть ли толк от интервального голодания: ученые попытались разобраться, но в итоге запутались еще больше Есть ли толк от интервального голодания: ученые попытались разобраться, но в итоге запутались еще больше

В чем секрет интервального голодания?

ТехИнсайдер
Он держался до последнего: какого рода слово Он держался до последнего: какого рода слово

Так как правильно: "горячий кофе" или все же "горячее"?

ТехИнсайдер
«Самое опасное звено — сам человек»: как воруют криптовалюту и можно ли ее вернуть «Самое опасное звено — сам человек»: как воруют криптовалюту и можно ли ее вернуть

Как у криптовалютных инвесторов пропадают цифровые активы

Forbes
Что делает BYD: гид по моделям самой быстрорастущей компании мира Что делает BYD: гид по моделям самой быстрорастущей компании мира

С каким арсеналом «убийцы Tesla» собираются захватить мир

РБК
«Боец музыкального фронта» «Боец музыкального фронта»

Жавдет Айдаров навсегда остался настоящим ленинградцем

Дилетант
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
Темная и светлая триады личности: как наука объясняет доброе и злое начала в человеке Темная и светлая триады личности: как наука объясняет доброе и злое начала в человеке

Почему одних людей мы называем «добрыми», а других скорее считаем «злыми»?

Forbes
Три года в рабстве у чукчей: история советской ученой-этнографа Варвары Кузнецовой Три года в рабстве у чукчей: история советской ученой-этнографа Варвары Кузнецовой

Этнограф Варвара Кузнецова решила, что справится с путешествием на Чукотку

VOICE
Откуда вырос арифметический корень? Откуда вырос арифметический корень?

Попробуем разобраться в запутанной истории появления на свет знака радикала

Наука и жизнь
«Никто не знает, что такое внимание»: ученые до сих пор не понимают, почему люди бывают такими рассеянными «Никто не знает, что такое внимание»: ученые до сих пор не понимают, почему люди бывают такими рассеянными

Как именно наш мозг выбирает на что обращать внимание, а на что – нет?

ТехИнсайдер
Генотерапия вернула слух мышам Генотерапия вернула слух мышам

Ученые разработали препарат, который вернул мышам слух

N+1
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
Мама, не грусти Мама, не грусти

Мамы проходят испытание послеродовой депрессией, даже не подозревая об этом

Лиза
Сахелантропу вновь разрешили ходить на двух ногах Сахелантропу вновь разрешили ходить на двух ногах

Ученые исследовали находки, сделанные больше 20 лет назад в Чаде

N+1
Как делают футбольные мячи: простая вещь со сложной разработкой Как делают футбольные мячи: простая вещь со сложной разработкой

Создание профессионального футбольного мяча — это целая наука

ТехИнсайдер
Токсичные родители: стоит ли прекратить общение? Токсичные родители: стоит ли прекратить общение?

Поможет ли взрослым людям полный разрыв с родителями-агрессорами?

Psychologies
Открыть в приложении