Электронное охлаждение - Electron cooling

Электронный охладитель (слева) в LEIR / CERN . Источник и отвал электронов установлены в верхних металлических цилиндрах.

Электронное охлаждение - это метод уменьшения эмиттанса (размера, расходимости и энергетического разброса) пучка заряженных частиц без удаления частиц из пучка. Поскольку количество частиц остается неизменным, а пространственные координаты и их производные (углы) уменьшаются, это означает, что фазовое пространство, занимаемое хранящимися частицами, сжимается. Это эквивалентно снижению температуры луча. См. Также стохастическое охлаждение .

Метод был изобретен Гершем Будкером в ИЯФ в Новосибирске в 1966 году с целью увеличения светимости адронных коллайдеров . Впервые он был испытан в 1974 г. на протонах с энергией 68 МэВ на накопителе НАП-М ИЯФ.

Он используется на обоих действующих ионных коллайдерах: коллайдере релятивистских тяжелых ионов и в ионном кольце низких энергий в ЦЕРНе.

В основном электронное охлаждение работает следующим образом:

  • Пучок плотных квазимоноэнергетических электронов создается и объединяется с охлаждаемым ионным пучком.
  • Скорость электронов сделана равной средней скорости ионов.
  • Ионы испытывают кулоновское рассеяние в электронном «газе» и обмениваются импульсом с электронами. Термодинамическое равновесие достигается, когда частицы имеют одинаковый импульс, что требует, чтобы гораздо более легкие электроны имели гораздо более высокие скорости. Таким образом, тепловая энергия передается от ионов к электронам.
  • Наконец, электронный пучок отклоняется от ионного пучка.

Смотрите также

Рекомендации