Principio de autofase

El principio de autofasado es una ley que asegura la estabilidad de una partícula en un acelerador cíclico resonante en la dirección longitudinal. El principio fue formulado por V. I. Veksler (1944) [1] [2] e independientemente por Macmillan (1945) y permitió la construcción de sincrociclotrones , y más tarde sincrotrones , para acelerar partículas relativistas, lo que no era posible en un ciclotrón clásico .

Descripción del principio

Se instala un resonador de alta frecuencia en el acelerador cíclico , que crea un campo eléctrico longitudinal acelerado. Voltaje correspondiente: . Para la aceleración resonante, las partículas del haz deben pasar por el resonador en la misma fase. Sea alguna partícula central en el haz (partícula de equilibrio) que entra al resonador en el momento del tiempo y recibe energía , donde está la carga de la partícula. Si alguna partícula tiene una desviación en energía de la energía de una partícula en equilibrio , entonces dicha partícula hace una revolución en un tiempo diferente al del equilibrio. En primera aproximación, la corrección está linealmente relacionada con el error de energía: , donde . El primer término, el coeficiente de expansión de las órbitas , es el responsable del alargamiento de la órbita, y el segundo, expresado a través del factor relativista , es el responsable de cambiar la velocidad de la partícula. Para las partículas ultrarrelativistas, su velocidad casi no cambia, el segundo término es insignificante y el coeficiente . En este caso, una partícula con una energía más alta, que tenga un período de revolución más largo, llegará al resonador la próxima vez más tarde que el equilibrio . Si la fase de equilibrio está ubicada en la pendiente descendente de la sinusoide de voltaje de RF, entonces la última partícula recibirá menos energía, es decir, se reducirá su desviación de energía del valor de equilibrio. De manera similar, una partícula con una energía más baja recibirá más que una de equilibrio. Por lo tanto, las partículas del haz harán pequeñas oscilaciones de sincrotrón alrededor del valor de equilibrio [3] . $U(t)=U_{0}sin(\Omega t)$ $t_0$ $W_{0}=eZU_{0}sin(\Omega t_{0})$ ${\ estilo de visualización eZ}$ ${\ estilo de visualización \ delta E}$ $\Delta T=K\cdot \delta E/E$ ${\displaystyle K=\alpha -{\frac {1}{\gamma ^{2))))$ $\alfa$ $\gama$ $k>0$ ${\displaystyle t>t_{0))$ ${\ estilo de visualización \ phi _ {0} = \ Omega t_ {0}}$

Se puede llevar a cabo un razonamiento similar para el caso , solo que para la fase automática se debe elegir la pendiente creciente de la sinusoide HF, de lo contrario, las partículas realizarán un movimiento infinito en el plano de fase . $k<0$ ${\ estilo de visualización (\ delta E, \ phi)}$

Cabe señalar que el principio de autophasing no se cumple en el acelerador de ciclotrón resonante , ya que las partículas no relativistas tienen un período de revolución que no depende de la energía. Esto significa que una partícula con una desviación de energía no reducirá la desafinación, mientras que una partícula con una desviación de fase de llegada al intervalo de aceleración mantendrá la desafinación de fase y aumentará la desafinación de energía.

Véase también

Oscilaciones de sincrotrón
sincrotrón

Notas

↑ VI Veksler. Un nuevo método para acelerar partículas relativistas // Doklady AN SSSR. - 1944. - T. 43 , N º 8 . - S. 346-348 . Archivado desde el original el 10 de mayo de 2017.
↑ VI Veksler. Sobre un nuevo método para acelerar partículas relativistas // Doklady AN SSSR. - 1944. - T. 44 , N º 9 . - S. 393-396 . Archivado desde el original el 29 de julio de 2020.
↑ "Teoría de los aceleradores cíclicos", A.A. Kolomensky , A.N. Lebedev, M., 1962, p.152.

Enlaces

Phasotron y el principio de autofasaje (En el quincuagésimo aniversario del descubrimiento del principio de autofasaje), V.P. Dzhelepov , V.P. Dmitrievski.
La historia de la creación del sincrofasotrón Dubna , L.L. Zinoviev, " Ciencia y Vida " No. 4, 2007.
La historia de la creación del sincrofasotrón de Dubna , el sitio de Larisa Leonidovna Zinovieva.
Sobre la cuestión de la autoría del descubrimiento de autophasing , el sitio de Larisa Leonidovna Zinovieva.