Циклические ускорители

: Категория: Спецкурсы кафедры радиофизики ФФ НГУ; Обновлено: 09.02.2017; 28.07.2016

(7 сем., экзамен)

Лектор: Доцент Переведенцев Евгений Алексеевич

Уравнения движения частиц в циклических ускорителях. Фокусировка в неоднородном магнитном поле.
Устойчивость поперечного движения частиц в циклических ускорителях. Бетатронные колебания. Матрица перехода. Слабая фокусировка.
Бетатронные колебания в периодических фокусирующих системах. Устойчивость решений уравнения Хилла, теорема Флоке. Огибающая бетатронных колебаний в жесткофокусирующем ускорителе.
Влияние возмущений ведущего поля в циклических магнитных структурах. Искажение равновесной орбиты. Запрещенные полосы бетатронных частот.
Замкнутая орбита для частиц с неравновесной энергией. Коэффициент удлинения орбит, удлинение периода обращения.
Продольное движение частиц, резонансное ускорение, автофазировка, уравнения синхротронных колебаний.
Синхротронное излучение, его характеристики и влияние на динамику циркулирующих электронов. Радиационное затухание колебаний.
Возбуждение колебаний вследствие квантовых флуктуаций синхротронного излучения. Установившиеся размеры пучка в электронном накопителе.
Анализ нелинейных возмущений осциллятора методом усреднения. Нерезонансные возмущения. Хроматизм и кубическая нелинейность бетатронных колебаний.
Внешний (простой) резонанс ангармонических колебаний. Амплитудно-частотная характеристика, фазовый портрет, области бетатронной автофазировки.
Параметрический резонанс, нелинейные резонансы. Амплитудно-частотная характеристика, фазовый портрет, области бетатронной автофазировки.
Взаимодействие встречающихся сгустков. Параметр пространственного заряда ξ.
Ограничение светимости встречных пучков «эффектами встречи».
Эффекты, определяющие время жизни пучка в накопителе.
Методы инжекции. Методы охлаждения протонных пучков: электронное охлаждение, стохастическое охлаждение.
Влияние пространственного заряда на динамику интенсивного пучка. Когерентные неустойчивости пучка, их диагностика и подавление.
Литература

А.Н. Лебедев, А.В.Шальнов. Основы физики и техники ускорителей, М.: «Энергоатомиздат», 1991.
Г. Брук. Циклические ускорители заряженных частиц, М.: «Атомиздат», 1970.
А.А. Коломенский, А.Н.Лебедев. Теория циклических ускорителей, М.: «Физматгиз», 1962.
M. Sands. The Physics of Electron Storage Rings. Preprint SLAC-121, 1970.
Дж. Ливингуд. Принципы работы циклических ускорителей. М.: 1963.