Material of portal nuclear knowledge BelNET
article / document resource request "1307"
2021-02-24 На сайте Phys.org опубликована статья "After 20 years, physicists find a way to keep track of lost accelerator particles" - "Спустя 20 лет физики находят способ отслеживать потерянные частицы ускорителя".
Пучок ускорителя высокой интенсивности состоит из триллионов частиц, которые с молниеносной скоростью мчатся сквозь систему мощных магнитов и сверхпроводников высокой энергии. Расчет физики пучка настолько сложен, что даже самые быстрые суперкомпьютеры с трудом с этим справляются. Однако важное достижение физиков-ускорительщиков в Ок-Риджской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) позволило изучить характеристики пучка с необычайно новыми подробностями. Они использовали недавно разработанную методику измерения, чтобы лучше понять потери пучка - паразитные частицы, которые перемещаются за пределы ограничивающих полей ускорителя. Снижение потерь пучка имеет первостепенное значение для создания более мощных ускорителей в меньших масштабах и с меньшими затратами. Потери пучка, вероятно, являются самой большой проблемой для ускорителей высокой интенсивности, таких как Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе и самый интенсивный в мире импульсный ускорительный источник нейтронов Spallation Neutron Source (SNS) в Ок-Ридже. SNS, работающий на мощности 1,4 мегаватт, является одним из ведущих исследовательских центров Министерства энергетики, использующим нейтроны для изучения энергии и материалов в атомном масштабе. Нейтроны создаются в SNS путем продвижения сгустков или импульсов протонов со скоростью почти 90 процентов от скорости света по линейному ускорителю установки или линейному ускорителю. В конце линейного ускорителя импульсы протонного пучка врезаются в металлический сосуд-мишень, заполненный вращающейся жидкой ртутью, со скоростью 60 раз в секунду. В результате столкновения атомов образуются нейтронные отколы - около 20 нейтронов на протон. Затем нейтроны летят через замедлители энергии и вакуумные камеры к окружающим приборам, где ученые используют их для изучения того, как атомы материала устроены и как они себя ведут. По сути, увеличение мощности ускорителя увеличивает количество создаваемых нейтронов, что, в свою очередь, увеличивает научную продуктивность установки и позволяет проводить новые типы экспериментов. Усовершенствованная методика измерений основана на том же подходе, который исследователи использовали в 2018 году для выполнения первого измерения пучка ускорителя частиц в шести измерениях. В то время как трехмерное пространство включает точки на осях x, y и z для измерения положения, в 6-мерном пространстве есть три дополнительных координаты для измерения угла или траектории частицы. Метод расчетов на самом деле довольно прост. Берется блок материала с несколькими прорезями для выделения небольших образцов пучка - бимлет, содержащий меньшее, более управляемое количество частиц, которое можно измерить. Но вместо того, чтобы вырезать 6D фазовое пространство, рассматриваются только образцы в двумерном фазовом пространстве, что является существенным облегчением для компьютерного расчета. Полностью материал можно прочитать здесь. Download:
|
Sign In
