Синхротронные колебания - колебания энергии и фазы (импульса и фазы, координаты и фазы) ускоряемых частиц при резонансном ускорении в линейных и циклич. ускорителях; в теории циклич. ускорителей наз. также радиалъно-фазовыми колебаниями (под фазой здесь понимается фаза, к-рую имеет ускоряющее ВЧ-поле в момент прихода частиц в ускоряющий промежуток). На С. к. впервые обратили внимание В. И. Векслер и Э. Мак-Миллан (Е. МсМillan), сформулировавшие принцип автофазировки - наличия устойчивого (равновесного) значения фазы при любом стабильном режиме резонансного ускорения в кольцевых ускорителях.
На плоскости
(энергия, фаза) среди обширных областей неустойчивого движения выделяются
ограниченные сепаратрисами островки устойчивости, расположенные вокруг
равновесных значений
и
этих величин
(индекс s указывает на равновесные - синхронные - значения энергии, импульса,
скорости и фазы). Энергия и импульс частиц при ускорении возрастают; поэтому
и ps являются функциями времени. Равновесная фаза
в зависимости от режима ускорения может либо изменяться, либо оставаться
неизменной. Подобные области устойчивости образуются на плоскостях р,
и r,
В линейных ускорителях об устойчивости фазового движения приходится специально заботиться, т. к. одноврем. стабильность поперечного (бетатронного) и продольного (синхротронного) движения частиц возникает не при всех ускорит. структурах.
В кольцевых ускорителях характер фазового движения существенно зависит
от величины
где
- лоренц-фактор частицы (
- полная энергия частицы, включающая энергию покоя mс2), а
- коэф. расширения орбит (П - периметр орбиты). В ускорителях с
устойчивость С. к. имеет место при любых энергиях. К числу таких ускорителей
относятся все ускорители со слабой фокусировкой (см. Фокусировка частиц
в ускорителе). В ускорителях с сильной фокусировкой коэф. расширения
орбит чаще всего оказывается равным небольшой положит. величине (при обычных
структурах магн. системы
,
где Q - число бетатронных колебаний на оборот). При увеличении энергии
обращается в нуль, а затем меняет знак. Энергия частиц, при к-рой
обращается в нуль, в отечеств. литературе наз. критической, в английской
- переходной энергией (transition energy).
Рис. 1. Синхротронное движение до критической энергии для
. Отклонения по импульсу
изображены в произвольном масштабе (С - сепаратриса).
Характер С. к. до и после критич. энергии поясняют рис. 1 и 2. На графиках
чётко выделяются замкнутые фазовые траектории в области устойчивого движения.
Рис. 2. Синхротронное движение после критической энергии,.
Синхронная фаза и синхронные значения энергии, импульса и скорости vs определяются темпом ускорения частиц и амплитудой ускоряющего напряжения.
Частицы сохраняют своё радиальное положение в кольцевых ускорителях, если
выполняется соотношение
где В - магн. индукция поля, R - радиус кривизны траектории,
е - заряд частицы. Темп возрастания B(t)при постоянном R
задаёт необходимую скорость увеличения импульса, а следовательно, и энергии.
С др. стороны, прирост энергии за оборот равен
, где V - суммарное напряжение ускоряющих станций. Т. о. при заданном
V определяется значение
и, следовательно, два стационарных значения фазы:
и
. Одно из них всегда оказывается устойчивым, другое - неустойчивым. В критич.
точке устойчивое и неустойчивое значения фазы меняются местами.
С. к. нелинейны. Их принято характеризовать энергетич. (или импульсной)
шириной сепаратрисы и частотой малых С. к. wс:
w0 - частота обращения частиц, q - кратность частоты ускорения - целое число, равное отношению ускоряющей частоты к частоте обращения.
При критич. энергии частота С. к. обращается в нуль и движение частиц
испытывает ряд особенностей: они собираются в узкие сгустки и приобретают
большой разброс по энергии. В этой точке фаза ускоряющего напряжения должна
быть изменена с
на
Вдали от
критич. точки амплитуда колебаний частиц во фазе уменьшается как
Л. Л. Гольдин, Д. В. Пестриков
Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
![]() |