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
1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")
2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.
3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.
4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.