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

В Белизе обнаружили гробницу майяского правителя В Белизе обнаружили гробницу майяского правителя

Что археологи обнаружили в царском захоронении древних майя

N+1
Инструмент мечты или экзистенциальная угроза: сможет ли нейросеть заменить художника Инструмент мечты или экзистенциальная угроза: сможет ли нейросеть заменить художника

Человек vs машина: кто способен лучше рисовать картины?

Forbes
Астрономы увидели старт образования экзопланет в протопланетном диске Астрономы увидели старт образования экзопланет в протопланетном диске

Как образовываются твердые тела в диске протозвезды

N+1
История одной вещи: духи «Красная Москва», символ советской парфюмерии История одной вещи: духи «Красная Москва», символ советской парфюмерии

Их цветочно-шипровый шлейф витал в театрах, ресторанах и универмагах

Правила жизни
Лайфхак, как быстро вернуть вещь, которую вы потеряли Лайфхак, как быстро вернуть вещь, которую вы потеряли

Чек-лист для быстрых и успешных поисков потерянной вещи

Maxim
Зашла на час, потеряла день: почему мы впадаем в зависимость от игр Зашла на час, потеряла день: почему мы впадаем в зависимость от игр

Что заставляет нас тратить часы своей жизни на это бессмысленную игру три в ряд?

VOICE
Исследование показало, какую сексуальную практику предпочитают устойчивые пары Исследование показало, какую сексуальную практику предпочитают устойчивые пары

Секс втроем положительно сказывается на моногамных отношениях

Psychologies
Нужно ли говорить ребенку, что он приемный: личный опыт читательницы и комментарий психолога Нужно ли говорить ребенку, что он приемный: личный опыт читательницы и комментарий психолога

Правильно ли беречь тайну усыновления от самого ребенка?

Psychologies
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
«Крылья» орхидеи-цапли оказались посадочной площадкой для бражников «Крылья» орхидеи-цапли оказались посадочной площадкой для бражников

Ботаники выяснили, зачем орхидее нужна бахрома

N+1
«Хотел попробовать девственность»: история маньяка Романа Бурцева, который охотился на девочек «Хотел попробовать девственность»: история маньяка Романа Бурцева, который охотился на девочек

Роман Бурцев — самый яркий маньяк 90-х

VOICE
Пауков-скакунчиков заподозрили в способности видеть сны Пауков-скакунчиков заподозрили в способности видеть сны

Зоологи обнаружили у пауков-скакунчиков аналог фазы быстрого сна

N+1
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
Блокировка рецептора помогла мышам восстановиться после инсульта Блокировка рецептора помогла мышам восстановиться после инсульта

Лечение пептидом привело к улучшению локомоторных и сенсомоторных функций

N+1
Как со вкусом носить вечерние платья: гид Жаклин Кеннеди Как со вкусом носить вечерние платья: гид Жаклин Кеннеди

Как одевалась Джеки Кеннеди?

VOICE
Умерли в один день: история арабской принцессы, казненной в 1977 году вместе с возлюбленным Умерли в один день: история арабской принцессы, казненной в 1977 году вместе с возлюбленным

В реальности история принцессы "Жасмин" была совсем другой

VOICE
Совсем не игрушки Совсем не игрушки

Сколько могут стоить машины, которые были у дедушки, когда он был внуком

Автопилот
Почему пародия на кино категории Б «Убойный монтаж» открыла Каннский кинофестиваль Почему пародия на кино категории Б «Убойный монтаж» открыла Каннский кинофестиваль

Каким получился «Убойный монтаж» Мишеля Хазанавичуса

СНОБ
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
Бросил учебу, чтобы красить маму Ким Кардашьян: как школьник стал самым перспективным визажистом Америки Бросил учебу, чтобы красить маму Ким Кардашьян: как школьник стал самым перспективным визажистом Америки

Сэм Виссер — настоящий гений макияжа

VOICE
Как работает лазерная навигация в роботах-пылесосах и зачем она нужна Как работает лазерная навигация в роботах-пылесосах и зачем она нужна

Что такое лидар в роботах-пылесосах и как он работает?

CHIP
У большинства линий индуцированных стволовых клеток нашлись повреждения в ДНК У большинства линий индуцированных стволовых клеток нашлись повреждения в ДНК

У стволовых клеток есть мутации, способные помешать клеточной терапии

N+1
Как выстроить личные границы, когда босс стучит кулаком по столу? Как выстроить личные границы, когда босс стучит кулаком по столу?

Как выстроить свою рабочую зону комфорта раз и навсегда?

Psychologies
Доисторические британцы раздробили редкий горный хрусталь и положили в погребения Доисторические британцы раздробили редкий горный хрусталь и положили в погребения

Он символизировал трансформацию мертвых и их связь с живыми

N+1
Задача-максимум: как правильно ставить перед собой цели и достигать их Задача-максимум: как правильно ставить перед собой цели и достигать их

Почему часто мы оказываемся слишком далеко от поставленных задач?

Psychologies
Бунт женских хромосом: трансгендерные лемминги и консервативные мухи Бунт женских хромосом: трансгендерные лемминги и консервативные мухи

Почему самцов и самок не всегда бывает поровну

СНОБ
Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин

Отрывок из книги «Право на гнев» о разном обучении мальчиков и девочек

Forbes
«Жизнь не была загублена, пока не встретила его»: отрывок из биографии Дженис Джоплин «Жизнь не была загублена, пока не встретила его»: отрывок из биографии Дженис Джоплин

Фрагмент из книги «Дженис Джоплин — жемчужина рок-н-ролла»

Forbes
«Джуны» не нужны: почему выпускникам IT-курсов стало сложнее найти работу «Джуны» не нужны: почему выпускникам IT-курсов стало сложнее найти работу

Что может помочь молодым IT-специалистам с трудоустройством

Forbes
Маргарита Терехова. Убегающая в темноту Маргарита Терехова. Убегающая в темноту

Сноб размышляет о судьбе актрисы Маргариты Тереховой

СНОБ
Открыть в приложении