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 Португалии нашли выгравированные в эпоху верхнего палеолита фигуры животных В Португалии нашли выгравированные в эпоху верхнего палеолита фигуры животных

Археологи обнаружили в Португалии новые произведения палеолитического искусства

N+1
Как правильно посадить чеснок осенью: советы для тех, кто хочет получить богатый урожай Как правильно посадить чеснок осенью: советы для тех, кто хочет получить богатый урожай

Если решили взяться за выращивание чеснока, начните готовить грядки уже сейчас

ТехИнсайдер
Дети и шимпанзе отказались от вознаграждения ради видео с социальными взаимодействиями Дети и шимпанзе отказались от вознаграждения ради видео с социальными взаимодействиями

Дети и взрослые шимпанзе проявляют особый интерес к социальным взаимодействиям

N+1
Синдром одомашнивания: отрывок из книги «Парадокс добродетели» Ричарда Рэнгема Синдром одомашнивания: отрывок из книги «Парадокс добродетели» Ричарда Рэнгема

Почему людям свойственны одновременно доброта и жестокость?

СНОБ
Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы

Каков ключ к решению проблемы переедания и импульсивных перекусов?

ТехИнсайдер
«Советская Атлантида»: как сохраняют память об ушедших под воду городах «Советская Атлантида»: как сохраняют память об ушедших под воду городах

Как потомки жителей затопленных городов и деревень восстанавливают память о них

Forbes
Как кофе влияет на продолжительность жизни Как кофе влияет на продолжительность жизни

Поможет ли ваш утренний кофе дожить до 100 лет?

ТехИнсайдер
«Дождь, пар и скорость» Уильяма Тернера, или Как Великобритания пересела на железнодорожные рельсы «Дождь, пар и скорость» Уильяма Тернера, или Как Великобритания пересела на железнодорожные рельсы

Погружаемся в пучину промышленной революции в Великобритании

Правила жизни
Приступ подагры временно повысил риск инфаркта и инсульта Приступ подагры временно повысил риск инфаркта и инсульта

После приступов подагры временно повышается риск инфаркта миокарда и инсульта

N+1
Ты слишком громко дышишь Ты слишком громко дышишь

Что на самом деле вызывает нервозность и раздражительность

Лиза
4 причины, почему отпуск превращается в больничный 4 причины, почему отпуск превращается в больничный

Обидно, когда, не успев начаться, наш отдых прерывается болезнью

Psychologies
Милиция его не искала: история «тольяттинского потрошителя», который убивал и насиловал детей Милиция его не искала: история «тольяттинского потрошителя», который убивал и насиловал детей

Во время убийств он испытывал «высшее наслаждение»

VOICE
М или Ж? Как раз и навсегда запомнить род слова М или Ж? Как раз и навсегда запомнить род слова

Тюль — мужской род или женский?

ТехИнсайдер
«Конец привычного мира»: а как построить новый? «Конец привычного мира»: а как построить новый?

Прежняя жизнь закончилась. Как создать новую?

Psychologies
«Автостопом по мозгу. Когда вся вселенная у тебя в голове». Все об устройстве и работе мозга «Автостопом по мозгу. Когда вся вселенная у тебя в голове». Все об устройстве и работе мозга

Пора заглянуть внутрь: что же происходит в мозге, когда мы ничем не заняты?

N+1
Как бережно подталкивать людей к изменениям Как бережно подталкивать людей к изменениям

Действительно, влиять на других людей очень сложно, но это умение можно развить

Psychologies
Как у Брижит или Хадид Как у Брижит или Хадид

Модная челка: 9 лучших вариантов

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

Интимные проблемы половых хромосом

СНОБ
Как покупать винил: для чайников и продвинутых Как покупать винил: для чайников и продвинутых

Где и как приобретать пластинки в России, как не купить ерунду?

Maxim
Злодеи среди нас Злодеи среди нас

История нераскрытых преступлений из реальной жизни

Weekend
«Хочу быть вместе с ней»: каким был Михаил Горбачев в мемуарах своей жены Раисы «Хочу быть вместе с ней»: каким был Михаил Горбачев в мемуарах своей жены Раисы

В день смерти Михаила Горбачева Forbes Woman обратился к мемуарам его жены Раисы

Forbes
Астрономы ФИАН открыли более 40 «хаотичных» радиопульсаров Астрономы ФИАН открыли более 40 «хаотичных» радиопульсаров

Открытие новых радиотранзиентов поможет больше узнать об их происхождении

ТехИнсайдер
Изнутри болезни: как живут люди с психическим расстройством? Изнутри болезни: как живут люди с психическим расстройством?

Как представить, что испытывают люди с диагнозами «шизофрения» или «депрессия»?

Psychologies
Ядовитые перфторированные кислоты разложились под действием щелочи Ядовитые перфторированные кислоты разложились под действием щелочи

Химики научились разлагать ядовитые полифторированные карбоновые кислоты

N+1
Смоделированный планктон посерфил на турбулентностях и ускорился вдвое Смоделированный планктон посерфил на турбулентностях и ускорился вдвое

Ученые создали аналитическую модель движения планктона

N+1
«В офисе «степлеры летают»: чем буллинг на рабочем месте опасен для компаний «В офисе «степлеры летают»: чем буллинг на рабочем месте опасен для компаний

Почему представители старшего поколения чаще подвержены буллингу на работе?

Forbes
Трюк имени Мэрилин: лучшие платья Монро, которые скроют твои недостатки Трюк имени Мэрилин: лучшие платья Монро, которые скроют твои недостатки

Монро умела маскировать недостатки так, чтобы об их наличии никто не догадывался

VOICE
Как бессонница вдохновила бывшего консультанта придумать систему домашнего освещения, которая бережет ваши глаза (и психику) Как бессонница вдохновила бывшего консультанта придумать систему домашнего освещения, которая бережет ваши глаза (и психику)

Колин Биллингс терял сон

Inc.
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
«Южному парку» 25 лет: что мы поняли за эти годы «Южному парку» 25 лет: что мы поняли за эти годы

«Южный парк»: можно ли его смотреть детям?

Psychologies
Открыть в приложении