Излучение частиц в ускорителях - излучение эл--магн. волн заряж. частицами в ускорителях. В линейных ускорителях излучение,
связанное с ускорением частиц, незначительно, т. к. при прямолинейном
движении ускорение частиц невелико. В цнклич. ускорителях из-за
искривления траектории магн. полем ускорение частиц
(центростремительное) остаётся конечным даже при постоянстве величины
скорости в релятивистской области и вызванное им эл--магн. излучение (синхротронное излучение)может существенно сказаться на динамике
частиц. Для релятивистских частиц синхротронное излучение обладает
характерными особенностями: 1) сильной угл. направленностью излучения -
оно сосредоточено в основном в узком конусе с углом раствора порядка g=E/т0с2 (E - полная энергия частицы, т0 - её масса покоя); 2) наличием интенсивных высш. гармоник - макс, интенсивность приходится на гармонику с частотой в g3 раз больше частоты обращения частицы; 3) сильной зависимостью излучения от энергии частицы - мощность излучения Р пропорц. квадрату энергии при фиксированном магн. поле и четвёртой степени энергии при фиксированном радиусе кривизны орбиты R:
(В - магн. индукция, е - заряд
частицы). Из (1) видно, что при данной энергии частицы мощность
излучения обратно пропорциональна четвёртой степени массы покоя частицы,
поэтому синхротронное излучение практически несущественно в совр.
ускорителях для тяжёлых частиц (ионов, протонов) и играет определяющую
роль в электронных ускорителях на большие энергии. Соотношение (1)
ставит предел техн. возможностям циклич. электронных ускорителей, требуя
больших ускоряющих полей для компенсации потерь на излучение: для
достижения энергии Eт необходимо выполнение условия
где Eмакс - макс. технически достижимое ср. значение
ускоряющего электрич. поля.
Излучение существенно сказывается на динамике электронов в ускорителях.
Благодаря узкой направленности излучения на электрон действует сила
отдачи Fрад=Р/с, направленная противоположно скорости v (рис.; z - направление вертик. колебаний орбиты).
Её составляющая F|| вдоль
ср. траектории частицы вызывает уменьшение энергии продольного движения,
к-рое в ускорителе или накопителе компенсируется дополнит. набором
энергии от ускоряющей системы (равновесная фаза частицы смещается выше к
максимуму напряжения). Составляющая F^, направленная противоположно скорости поперечных (бетатронных)
колебаний, играет роль силы трения и вызывает затухание поперечных колебаний (т. н. радиац. затухание).
Такой простой механизм имеет место для вертик. колебаний. Для радиальных бетатронных колебаний картина осложняется взаимодействием с синхротронными азимутально-радиальными колебаниями, в результате к-рого вносимое радиальной силой отдачи радиац. затухание распределяется между радиальными бетатронными колебаниями и синхротронными колебаниями. При этом в зависимости от параметров магн. системы может даже происходить радиац. раскачка бетатронных или синхротронных колебаний. Чтобы избежать этого, вводят дополнит. связь между колебаниями, перераспределяющую декременты затухания. Благодаря радиац. затуханию, приводящему к сильному сжатию частиц пучка к равновесной орбите, удаётся в накопителях электронов и позитронов накапливать значит. заряд в узкой области вокруг орбиты. Предел сжатию орбит накладывается раскачкой колебаний, обусловленной квантовым характером излучения: потеря энергии электрона на излучение происходит отд. квантами, в случайные моменты времени и в случайном направлении, что эквивалентно нек-рой "шумовой раскачке" колебат. системы случайными силами. Взаимодействием этих противоборствующих тенденций - радиац. затухания и квантовой раскачки - и определяется стационарное значение амплитуд колебаний частиц в пучке. Синхротронное излучение имеет само по себе большое прикладное значение. Расширяется применение синхротронов в качестве генераторов синхротронного излучения, обладающих рядом преимуществ перед др. существующими источниками (высокая интенсивность, коллимированность, поляризация, лёгкость управления и т. д.).
Э. Л. Бурштейн
Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня. Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.