Пучок заряженных частиц
(перенаправлено с «Пучок заряжённых частиц»)
Пучок заря́женных частиц — это группа электрически заряженных частиц, которые имеют близкое положение в пространстве, имеют примерно одинаковую энергию и движутся примерно в одном направлении[1]. Чёткое определение часто вызывает затруднения, в особенности при попытке провести границу между пучком заряженных частиц и плазмой[2].
Классификация
[править | править код]Пучки частиц можно характеризовать несколькими основными параметрами:
- Тип частиц. Как правило, пучок состоит из частиц одного вида: электроны, протоны, позитроны, мюоны, ионы конкретного изотопа и зарядности, молекулярные ионы и т.п. Однако, в некоторых случаях пучок может быть смешанным, либо вследствие нежелательного загрязнения, например, во вторичных пучках, пучках короткоживущих частиц, либо намеренно содержать две компоненты[3].
- Энергия. Диапазон энергий очень велик, максимальная достигнутая в лаборатории энергия пучка протонов 6.8 ТэВ в коллайдере LHC[4].
- Продольная структура: пучок может быть непрерывным, либо сгруппированным в сгустки
- Интенсивность. В зависимости от задач варьируется от единичных частиц до 2×1014[5]. Интенсивность можно также характеризовать током пучка, средним или пиковым.
- Размеры пучка и его угловой разброс, характеризуются эмиттансом.
Получение пучков
[править | править код]Управление пучками
[править | править код]Применение
[править | править код]Пучки заряженных частиц имеют очень широкое применение в самых разных областях. Пучки высокой энергии используются для экспериментов в физике элементарных частиц. Такие пучки можно разделить на два основных класса:
- несгруппированные пучки (coasting beams или DC-пучки), которые не имеют продольной подструктуры в направлении движения пучка;
- сгруппированные пучки, в которых частицы распределены в сгустки (они наиболее распространены в современных установках, поскольку большинство современных ускорителей частиц требуют сгруппированных пучков для ускорения).
Примечания
[править | править код]- ↑ Stanley Humphries, Jr. Charged Particle Beams (англ.). — Albuquerque: Dover Publications, 2013. — P. 864. — ISBN 0486498689.
- ↑ Дж. Лоусон. Физика пучков заряженных частиц. — М.: "Мир", 1980. — С. 20. — 439 с. — 3500 экз.
- ↑ T. Kanai et al. Irradiation of mixed beam and design of spread-out Bragg peak for heavy-ion radiotherapy // Radiation Research. — 1997. — Т. 147, № 1. — С. 78-85. — doi:10.2307/3579446.
- ↑ Accelerator Report: Ending the 2024 LHC proton run on a high note, 17 October 2024, by Rende Steerenberg
- ↑ LHC report: 25ns spacing yields record beam intensity