Autophasing-periaate

Autophasing-periaate on laki, joka varmistaa hiukkasen stabiilisuuden pituussuunnassa resonoivassa syklisessä kiihdyttimessä . Periaatteen muotoili V. I. Veksler (1944) [1] [2] ja itsenäisesti Macmillan (1945), ja se mahdollisti synkrosyklotronien ja myöhemmin synkrotronien rakentamisen kiihdyttämään relativistisia hiukkasia, mikä ei ollut mahdollista klassisessa syklotronissa .

Periaatteen kuvaus

Jaksokiihdyttimeen on asennettu suurtaajuusresonaattori , joka luo kiihtyvän pitkittäisen sähkökentän. Vastaava jännite: . Resonanssikiihtyvyyttä varten säteen hiukkasten tulee kulkea resonaattorin läpi samassa vaiheessa. Olkoon säteessä jokin keskushiukkanen (tasapainohiukkanen), joka tulee ajanhetkellä resonaattoriin ja vastaanottaa energiaa , missä on hiukkasen varaus. Jos jonkin hiukkasen energia poikkeaa tasapainohiukkasen energiasta , niin tällainen hiukkanen tekee yhden kierroksen eri ajassa kuin tasapainohiukkanen. Ensimmäisessä approksimaatiossa korjaus liittyy lineaarisesti energiavirheeseen: , missä . Ensimmäinen termi, kiertoradan laajenemiskerroin , vastaa kiertoradan pidentymisestä, ja toinen, ilmaistuna relativistisella tekijällä , vastaa hiukkasen nopeuden muuttamisesta. Ultrarelativististen hiukkasten nopeus on lähes muuttumaton, toinen termi on merkityksetön ja kerroin . Tässä tapauksessa korkeamman energian omaava hiukkanen, jolla on pidempi pyörimisjakso, tulee seuraavan kerran resonaattoriin myöhemmin kuin tasapainohiukkanen . Jos tasapainovaihe sijaitsee RF-jännitesinisoidin laskevalla kaltevalla, niin myöhäinen hiukkanen saa vähemmän energiaa, eli sen energiapoikkeama tasapainoarvosta pienenee. Vastaavasti pienemmän energian omaava hiukkanen saa enemmän kuin tasapainoinen. Siten säteen hiukkaset tekevät pieniä synkrotronivärähtelyjä tasapainoarvon ympärillä [3] . $U(t)=U_{0}sin(\Omega t)$ $t_0$ $W_{0}=eZU_{0}sin(\Omega t_{0})$ $eZ$ $\delta E$ $\Delta T=K\cdot \delta E/E$ ${\displaystyle K=\alpha -{\frac {1}{\gamma ^{2))))$ $\alpha$ $\gamma$ $K>0$ ${\displaystyle t>t_{0))$ $\phi _{0}=\Omega t_{0}$

Samanlainen päättely voidaan tehdä tapaukselle , vain automaattista vaiheistusta varten tulisi valita HF-sinimuodon kasvava kaltevuus, muuten hiukkaset suorittavat ääretöntä liikettä vaihetasossa . $K<0$ $(\delta E,\phi )$

On huomattava, että automaattisen vaiheistuksen periaate ei täyty resonoivassa syklotronikiihdyttimessä , koska ei-relativistisilla hiukkasilla on kierrosjakso, joka ei riipu energiasta. Tämä tarkoittaa, että hiukkanen, jolla on energiapoikkeama, ei vähennä viritystä, kun taas hiukkanen, jonka saapumisen vaihepoikkeama kiihtyvään aukkoon, ylläpitää vaiheen viritystä ja lisää energiaviritystä.

Katso myös

Synkrotronivärähtelyt
Synkrotroni

Muistiinpanot

↑ V.I. Veksler. Uusi menetelmä relativististen hiukkasten kiihdyttämiseen // Doklady AN SSSR. - 1944. - T. 43 , nro 8 . - S. 346-348 . Arkistoitu alkuperäisestä 10. toukokuuta 2017.
↑ V.I. Veksler. Uudesta menetelmästä relativististen hiukkasten kiihdyttämiseksi // Doklady AN SSSR. - 1944. - T. 44 , nro 9 . - S. 393-396 . Arkistoitu alkuperäisestä 29. heinäkuuta 2020.
↑ "Syklisten kiihdyttimien teoria", A.A. Kolomensky , A.N. Lebedev, M., 1962, s. 152.

Linkit

Phasotron ja automaattinen vaiheistusperiaate (Autophasing-periaatteen löytämisen 50-vuotispäivänä), V.P. Dzhelepov , V.P. Dmitrijevski.
Dubna synkrofasotronin luomisen historia , L.L. Zinovjev, " Tiede ja elämä " nro 4, 2007.
Dubnan synkrofasotronin luomisen historia, Larisa Leonidovna Zinovjevan paikka.
Kysymykseen automaattisen vaiheistuksen löydön tekijästä, Larisa Leonidovna Zinovjevan sivusto.