Ондулятор. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Ондулятор (франц. onclulateur, от onde - волна), устройство, в к-ром создаются эл--магн. поля, действующие на движущиеся в нём заряж. частицы с периодич. силой, удовлетворяющей условию: среднее за период значение силы равно нулю. Движущаяся заряж. частица, попав в О., совершает периодич. колебат. движение и испускает ондуляторное излучение. Заряж. частицу в О. можно считать возбуждённым осциллятором ,движущимся равномерно и прямолинейно. Наиб. распространённые траектории заряж. частицы - синусоиды и спирали.

Схема ондулятора со знакопеременным магнитным полем. Траектория частиц (электрона е)лежит в плоскости, перпендикулярной рисунку.

- длина периода траектории частицы.

По виду создаваемых полей О. делятся на два типа. В О. 1-го типа поля периодически изменяются в пространстве или во времени [знакопеременное магн. поле (рис.), винтовое магн. поле, ВЧ-электрич. поле, поле эл--магн. волны и т. д.]. В О. 2-го типа действуют ста-тич. фокусирующие магн. и электрич. поля (однородное магн. поле, скрещенные однородные электрич. и магн. поля, квадрупольное электрич. поле и т. д.). Длина периода траектории частицы в О. 1-го типа задаётся периодом поля О. и в релятивистском случае не зависит от её энергии. В О. 2-го типа длина периода траектории частицы определяется фокусирующими свойствами полей (градиентом, величиной), амплитудой колебания частицы (задаётся углом и координатой её вхождения в О.), энергией частицы. О. делят также на статические (постоянные во времени электрич. и магн. поля) и динамические (быстро изменяющиеся во времени эл--магн. поля).
Природные О. - кристаллы. Усреднённое впутрикристаллич. электрич. поле является фокусирующим для заряж. частицы (см. Каналирование наряженных частиц)и в то же время - периодич. функцией расстояния, отсчитываемого вдоль прямой, пересекающей кристаллография, плоскости. Поэтому, если угол и координата вхождения частицы в кристалл таковы, что она пересекает кристаллографич. плоскости, то кристалл подобен О. 1-го типа. Длина периода траектории частицы в этом случае определяется межплоскостным расстоянием и углом между вектором ср. скорости частицы и кристаллографич. плоскостями. Если же нач. условия таковы, что частицы попадают в режим плоскостного или осевого каналирования, то кристалл подобен О. 2-го типа.
О. нашли широкое применение: они могут служить источниками ондуляторного излучения, использоваться в лазерах на свободных электронах, в быстродействующих системах индикации протонных пучков высоких энергий, в системах управления параметрами пучков заряж. частиц, использующих фокусирующие свойства О. и радиац. трение частиц, возникающее при испускании ими ондуляторного излучения. О. могут использоваться в масс-сепараторах хим. элементов и их изотопов, в ондуляторных линейных ускорителях заряж. частиц, в ондуляторных группирователях пучков заряж. частиц. Комбинации О. 1-го и 2-го типов (напр., О. с винтовым и с соленоидальным магн. полями) могут использоваться в масс-спектрометрах, системах ввода ионов в магн. ловушки, в системах, создающих регулируемый угл. разброс пучков частиц. Во мн. установках может оказаться целесообразным применение О. с плавно меняющимися параметрами - длиной периода траектории частицы, величинами магн. и электрич. полей и т. д. В таком О. можно, напр., добиться увеличения времени резонансного взаимодействия частиц с эл--магн. волной, расширения диапазона частот спектра спонтанного ондуляторного излучения.
В О. с переменным магн. полем могут использоваться как пост. магниты с чередующимися знаками полюсов (рис.), так и электромагниты. В О. на основе электромагнитов, представляющих собой две спирали, сдвинутые друг относительно друга на половину шага намотки и питаемые противоположно направленными токами, создаются винтовые (циркулярно поляризованные) магн. поля; такие О. наз. спиральными. Комбинируя спиральные О. с одинаковым и разным направлением намотки обмоток, с одинаковым и разным шагом намотки и регулируя токи в обмотках, можно оперативно изменять величину магн. поля О. и вид его поляризации (изменять циркулярную поляризацию магн. поля на линейную или эллиптическую, а также создавать совокупность циркулярно поляризованных полей с разл. направлениями вращения и разными периодами). Такими методами можно генерировать ондуляторное излучение с разл. свойствами иа основной и на высших гармониках.
В О., используемых в источниках ондуляторного излучения (генерация опдуляторного излучения на высших гармониках), в ондуляторных линейных электронных, протонных, ионных ускорителях, в масс-сепараторах и т. д., часто необходимо создавать магн. поля большой напряжённости. В этих случаях перспективно использование в них обычных и высокотемпературных сверхпроводников, что позволит получать значения нанряжённостей магн. полей ~10⁵10⁶ Э.

Литература по ондуляторам

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.