Учебные пособия, книги, вся теория по физике для студента, школьника и учителя. Полезные и познавательные статьи.
С нами учить физику легко!

Присоединяйся

Проголосуй

Стоит ли размещать материалы для ЕГЭ на нашем сайте?

Да
Нет

Полезное

Закажите майку сейчас, и через 10-20 дней она у Вас, в любом населенном пункте.. KrutoMaiki.ru – заказы по России без предоплаты. (оплата после получения или предварительно, но уже со скидкой 10%) KrutoMaiki.ru – это футболки из 100% хлопка высочайшего качества по оптимальной цене. KrutoMaiki.ru – это регулярные акции, распродажи и скидки.


Рекламные материалы


Онлайн физика

Физика – это наука о природе и происходящих в ней физических явлениях. К этим явлениям относятся механические, световые, звуковые, электрические, магнитные, тепловые и многие другие явления.
Наша планета бесконечно многообразна. На ней происходят сложные таинственные процессы. С самого рождения человек общается с окружающим миром. Уже в первые годы жизни мы начинаем усваивать вводный курс физики – наблюдаем за происходящим вокруг, познаём окружающие нас предметы и привыкаем к взаимодействию с ними. К сожалению, многого понять не можем, часто не осознавая этого.
Все явления могут происходить лишь определённым образом, не противоречащим законам природы – ограничениям, обусловленным её свойствами, устройством. Всё, что противоречит законам природы, существовать не может. Физика открывает и изучает эти ограничения на примерах конкретных явлений, стремясь обобщить полученные результаты на более широкий круг явлений. В этом состоит цель физики как науки. Наш сайт отвечает на вопрос "Что изучает физика?".


 Автор: admin  21-11-2012, 20:22

Редактор Е. В. Сабаева

Получено 09.10.2012. Подписано в печать 07.02.2013.

Формат 60 X 90/16. Уел. печ. л. 6,0. Уч.-изд. л. 7,22. Тираж 150. Заказ№57911.

Издательский отдел Объединенного института ядерных исследований 141980, г. Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6 E-mail: publish@jinr. ru www. jinr. ru/publish/


 Автор: admin  21-11-2012, 20:22

Ускоритель

Местоположение

Длина

орбиты,

км

Энергия

Год

пуска

Large Hadron Collider, (LHC)

CERN, Geneva

L=26,658

p x p 2x8 TeV Pb x Pb 2x3 TeV

2010

Large Electron Positron (LEP) Collider

CERN, Geneva

L=26,658

e+ e -

2x100 GeV

1989

Super Proton Synchrotron (SPS)

CERN, Geneva

L=6,900

450 GeV(p) 160 GeV/и (h. ions)

1976

Tevatron, Fermi lab

Collider

Batavia, Illinois, USA

L= 6,280

p — anti p 1.8x0.8 TeV

1983

Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC)

Brookhaven Nation. Lab. (BNL) NY, USA

L=3,834

250 GeV(p) 100 GeV/м (h. ions)

2000

U-70 Proton Synchrotron, IHEP

Serpukhov,

Protvino,

Russia

L= 1,483

protons 70 GeV

1967

1). Catalogue of High Energy Accelerators, VII Conference on Accelerators, JINR, Dubna 1988.

2). http://www. cem. ch/accelco

Учебное издание

Иссинский Игорь Борисович

Введение в физику ускорителей заряженных частиц

УНЦ-2012-52


 Автор: admin  21-11-2012, 20:22

8. Бета-лямбда пополам линейный ускоритель. Длина трубок дрейфа:

L = βλ/2

9. Бета-лямбда ускоритель. Аналогично:

L = βλ

10. Частота обращения частиц в циклотроне:

f= qB/2πm.

11. Светимость L - коэффициент пропорциональности между сечением процесса а и числом полезных событий в единицу времени М:

М = Lσ,

L = N1N2f/S,

где N1 и N2 - число частиц во встречных пучках,/- частота их обращения,

S - поперечное сечение пучков в области взаимодействия.


 Автор: admin  21-11-2012, 20:22

1.Кинетическая энергия ускоряемых частиц. Исходной является известная зависимость Е2 =Е02 + (рс)2. Для ионов или ядер (полностью ионизованных ионов) высоких энергий с числом нуклонов А принято оперировать с кинетической энергией, приходящейся на один нуклон, w:

w = [Е20+ (рс/А)2]1/2 - Е0 = [Е2 + (qBpc/A)2]1/2 - Е0,

поскольку р = qBp (см. в разделе «Циклотрон»). Здесь Е0 - энергия покоя нуклона, равная 9,38∙108 эВ.

2. Жесткость (Вр) ускорителя, которая требуется для получения энергии w. Из той же исходной зависимости:

Вр =A[w(w + 2Е0)]1/2 /qc.

Жесткость измеряется в Тл∙м.

3.Эмиттанс. Площадь фазового пространства в координатах поперечное смещение - угол наклона траектории:

ε=π,

где r - полуширина пучка, α — его половинный угол. Измеряется в м-рад.

4. Нормализованный эмиттанс.

Э= εβy

Э= const, если поперечный импульс (энергия) при продольном движении пучка не меняются.

5. Ампер-витки, необходимые для получения индукции В в зазоре дипольного магнита с высотой зазора h:

NI=Bh/μ0 , μ0=4π∙10-7.

6. Ампер-витки, необходимые для получения градиента G в зазоре квадрупольной линзы с радиусом вписанной окружности г:

NI = Gr2/2μ0.

7. Компоненты магнитного поля в квадрупольной линзе

Ву = Gx; Вх = Gy; G - градиент (Тл/м), G = Во/r, где Во - индукция на полюсе линзы, r - радиус окружности, вписанной между полюсами.


 Автор: admin  21-11-2012, 20:22

Максимальная величина импульсной интенсивности определяется электромагнитным взаимодействием частиц в ускоряемом пучке. В классических ускорителях на ранних этапах ускорения определяющим является кулоновское взаимодействие между заряженными частицами.

Скважность — отношение длительности цикла к длительности импульса:

S = Тцик/ Тимп


 Автор: admin  21-11-2012, 20:22

Основными параметрами пучка ускорителя являются тип частиц, энергия и интенсивность (ток). В прикладных работах говорят о мощности пучка - произведении его энергии на ток. Энергию легко регулировать в синхротронах, интенсивность - во всех ускорителях.

Энергетический спектр - зависимость числа частиц ∆N, приходящихся на энергетический интервал ∆Е, от энергии. При экспериментах, как правило, оперируют не всей шириной спектра, а его шириной ∆Е0 на полувысоте кривой распределения. В большинстве случаев энергетическое распределение частиц близко к гауссовому. Если на установке требуется получить узкий спектр или выделить из пучка нужный сорт частиц, то используют магнитные или электростатические сепараторы.


 Автор: admin  21-11-2012, 20:22

Крупнейшие коллайдеры находятся в научных центрах ЦЕРН, Женева (ядра свинца, энергия 2x3 ТэВ на нуклон); Батавия, США (протоны-антипротоны 1,8x0,8 ТэВ), Брукхейвен (протоны-протоны 2x250 ГэВ, тяжелые ионы 2x100 ГэВ на нуклон), Лос-Аламос /SLAC: РЕР - II (1999) электроны-позитроны ~ 9x3 ГэВ.

Охлаждение пучков

Электронное охлаждение

В методе электронного охлаждения, предложенном Г. И. Будкером в 1966 г., используются парные соударения частиц накопленного пучка с частицами вспомогательного пучка холодных электронов, двигающихся строго параллельно и не совершающих поперечных колебаний. При каждом соударении часть энергии тяжелой частицы передается электрону, т. е. ионы охлаждаются, а электроны нагреваются (рис. 7.11).

Стохастическое охлаждение

Предложено Ван дер Меером в 1972 г. Принцип действия показан на рис. 7.12.

Он основан на том, что при повышающей флуктуации поперечных скоростей (импульсов) частиц (т. е. повышении их температуры) в некоторой точке ускорителя регистрируется сигнал флуктуации. Затем этот сигнал с опережением передается на импульсное устройство, которое изменяет угол флуктуировавшего сгустка, т. е. уменьшает эмиттанс пучка.

Контрольные предзачетные вопросы по теме «Физика ускорителей»

1.Типы ускорителей заряженных частиц и принципы их действия.

2.Автофазировка.

3.Слабая фокусировка.

4.Сильная фокусировка.

5.Что такое эмиттанс пучка?

6.Основные формулы.

image79

image80


 Автор: admin  21-11-2012, 20:22

M=Lσ. (7.3)

Светимость «обеспечивает» частоту регистрации полезных событий. Она определяется возможностями ускорительной установки: интенсивностью пучков, их размером, частотой встреч, т. е. частотой обращения пучков:

L=N1N2f/S , (7.4)

где N1 и N2- число частиц во встречных пучках, f- частота их обращения, S - поперечное сечение пучков в области взаимодействия. Так, для реакции с сечением σ =10 -30 см-2при светимости L = 1030 см -2∙с -1 будет происходить один отсчет в секунду.

Первые коллайдеры были созданы и заработали одновременно в Новосибирске и Стэнфорде (США) в 1964 г.

Наиболее актуальные проблемы современной физики микромира решаются в настоящее время на крупнейших коллайдерах, энергия частиц в которых достигает ТэВ. По своей структуре коллайдеры имеют разнообразные конструктивные решения. Они являются крупнейшими исследовательскими сооружениями протяженностью до десятков километров. Как правило, коллайдеры состоят из двух синхротронов, совмещенных в одном кольце. Инжекция частиц одинаковой зарядности производится в противоположных направлениях в кольца, имеющие разные знаки магнитного поля.


 Автор: admin  21-11-2012, 20:22

Елцвз = 2Е. (7.2)

Таким образом, Елцвз|Ецмвз =[2Е/Ео]1/2. Так, для Е=100 ГэВ эта разница составляет 15 раз. А для того чтобы в ускорителе с неподвижной мишенью достигнуть этой же энергии реакции Ецмвз = 2x100=200 ГэВ, потребуется создать ускоритель на 20 ТэВ!

В то же время видны и трудности этого метода, состоящие в том, что встречные пучки практически прозрачны друг для друга. Соответственно, относительно мала и скорость отсчета полезных событий. Поэтому наиболее часто используется схема, когда два пучка, циркулируя в постоянном МП во встречном направлении, многократно проходят друг сквозь друга в месте их встречи. Такие установки получили название ускорители со встречными пучками — коллайдеры (colliders), а входящие в них кольца - накопительные, или накопители (storage rings). Эта техника начала развиваться с 1956 г.

Коллайдер - ускоритель, в котором для использования в ядерной реакции всей полученной кинетической энергии заряженных частиц происходит взаимодействие двух пучков, направленных навстречу друг другу.

В то время как при соударении ускоренной частицы с неподвижной мишенью значительная часть ее энергии переходит в энергию движения покоившейся частицы, при «лобовом» встречном взаимодействии частиц одинаковой энергии вся она идет на взаимодействие.

Схемы коллайдеров даны на рис. 7.10.

image78

Экспериментальные возможности коллайдера характеризуются его светимостью L, определяемой как коэффициент пропорциональности между сечением исследуемого процесса σ (площадь в см2) и числом полезных событий (отсчетов) в единицу времени М:



CY-PR.com Valid XHTML 1.0 Transitional
Copyright © 2011 Fizika.inВсе права защищены.
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Fizika.in"