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

Карельские медведи оказались самыми подвижными среди европейских Карельские медведи оказались самыми подвижными среди европейских

Свободнее всего в Европе пространство осваивают карельские медведи

N+1
Почему отдых вызывает негатив: ловушки выходного дня Почему отдых вызывает негатив: ловушки выходного дня

Как настроиться на мысли о чем-то полезном или радостном в выходной день?

Psychologies
Новая модель показала, что Арктика освободится от летнего льда к середине века Новая модель показала, что Арктика освободится от летнего льда к середине века

Что повлечет за собой таяние береговых льдов в Арктике?

ТехИнсайдер
Мифы о месячных: отвечаем на вопросы, которые ты стеснялась задать Мифы о месячных: отвечаем на вопросы, которые ты стеснялась задать

Собрали волнующие вопросы о месячных и попросили экспертов внести ясность

VOICE
Автомобиль для королей, рэперов и миллиардеров: 119 лет истории Rolls-Royce Автомобиль для королей, рэперов и миллиардеров: 119 лет истории Rolls-Royce

Rolls-Royce: история, смысл шильдика на капоте и образ владельца сквозь время

Правила жизни
Почему может сломаться шаровая опора и как водителю за ней следить Почему может сломаться шаровая опора и как водителю за ней следить

Шаровая опора в подвеске не самая крупная деталь. Но от нее так много зависит!

РБК
«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
Польза и вред спортивного питания: улучшают ли пищевые добавки физическую форму Польза и вред спортивного питания: улучшают ли пищевые добавки физическую форму

Врач — о плюсах и минусах спортивного питания

ТехИнсайдер
Что такое социальный контракт, как получить выплаты, и на какие бесплатные плюшки ты имеешь право Что такое социальный контракт, как получить выплаты, и на какие бесплатные плюшки ты имеешь право

Многие путают социальный контракт с субсидиями, но это неправильно

VOICE
Дочери Евы: генеалогию человечества по женской линии можно проследить до самой праматери Дочери Евы: генеалогию человечества по женской линии можно проследить до самой праматери

«Адам» и «Ева» — виртуальные точки, с которых человечество ведет родословную

ТехИнсайдер
Чем страдал Ван Гог, от чего, скорее всего, умер и как это сказалось на его картинах Чем страдал Ван Гог, от чего, скорее всего, умер и как это сказалось на его картинах

Какая история стояла за картиной «Прогулка заключенных» Ван Гога?

Правила жизни
Дева - Отшельник, Водолей - Звезда: какая карта Таро у твоего знака зодиака? Дева - Отшельник, Водолей - Звезда: какая карта Таро у твоего знака зодиака?

Какая карта Таро связана с твоим знаком зодиака?

VOICE
Платья непрямого действия Платья непрямого действия

Путеводитель по сюрреалистическим мирам Эльзы Скьяпарелли

Weekend
Температура в холодильнике: какой она должна быть и как её регулировать Температура в холодильнике: какой она должна быть и как её регулировать

Как настроить оптимальную температуру в холодильнике

CHIP
Репродуктивный потенциал Репродуктивный потенциал

И хотя родить можно в весьма зрелом возрасте, подготовиться лучше заранее

Собака.ru
Дорогие мои: 6 вещей, которые помогут выглядеть солидно Дорогие мои: 6 вещей, которые помогут выглядеть солидно

Что такое статусный гардероб? Шкаф, набитый брендовой одеждой?

Правила жизни
Шнековая или центробежная соковыжималка: чей сок лучше Шнековая или центробежная соковыжималка: чей сок лучше

Чем отличаются разные соковыжималки по принципу работы?

CHIP
Принцесса Диана: истоки культа Принцесса Диана: истоки культа

Как появился миф о прекрасной принцессе Диане?

Psychologies
Каким был величайший океан в истории Земли? Каким был величайший океан в истории Земли?

Так каким же был самый большой океан когда-либо существовал на нашей планете?

ТехИнсайдер
История Товия, или почему ветхозаветные сюжеты стали популярны в эпоху барокко? История Товия, или почему ветхозаветные сюжеты стали популярны в эпоху барокко?

Еще одна интересная картина из постоянной экспозиции Эрмитажа

Правила жизни
Почему цивилизация Древнего Египта пришла в упадок: главная причина падения цивилизации Почему цивилизация Древнего Египта пришла в упадок: главная причина падения цивилизации

Почему некогда великая Египетская империя медленно опускалась на колени?

ТехИнсайдер
«Господи! Помоги мне выжить среди этой смертной любви»: история самой известной работы Дмитрия Врубеля «Господи! Помоги мне выжить среди этой смертной любви»: история самой известной работы Дмитрия Врубеля

История работы, ставшей символом воссоединения Германии

СНОБ
15 главных фактов о коньяке, без которых его просто стыдно пить 15 главных фактов о коньяке, без которых его просто стыдно пить

12 фактов о самом благородном из алкогольных напитков

Maxim
Только не голосовое: 5 золотых правил «цифрового» этикета Только не голосовое: 5 золотых правил «цифрового» этикета

Как общаться в мессенджерах, чтобы не прослыть навязчивым занудой

Psychologies
Донья Пас: катастрофа, унесшая больше жизней, чем гибель Титаника Донья Пас: катастрофа, унесшая больше жизней, чем гибель Титаника

Паром Донья Пас должен был прибыть в Манилу в четыре часа утра

VOICE
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
6 вещей, которыми можно злоупотреблять, хоть все считают иначе 6 вещей, которыми можно злоупотреблять, хоть все считают иначе

Удовольствия, которых мы себя зачем-то лишили, а зря!

Maxim
Инвесторы назвали 5 фраз, от которых фаундерам нужно отказаться во время питчинга стартапа Инвесторы назвали 5 фраз, от которых фаундерам нужно отказаться во время питчинга стартапа

Фразы, которые не стоит использовать в презентации стартапа

Inc.
Смоделированный планктон посерфил на турбулентностях и ускорился вдвое Смоделированный планктон посерфил на турбулентностях и ускорился вдвое

Ученые создали аналитическую модель движения планктона

N+1
Не созданы для брака: 3 признака, что вам будет плохо в семейной жизни Не созданы для брака: 3 признака, что вам будет плохо в семейной жизни

Вдруг одиночество — идеальный вариант для вас?

Psychologies
Открыть в приложении