Физики решили одну из проблем коллайдеров будущего

Физики решили одну из проблем коллайдеров будущего

Многократно повысить точность измерений параметров частиц в коллайдерах смогли ученые Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ») совместно с коллегами из Японии. По словам авторов, новый метод сыграет важную роль в работе Международного линейного коллайдера. Результаты исследования опубликованы в журнале Nuclear Instruments and Methods in Physics Research.

На коллайдерах исследуются результаты столкновений пучков заряженных частиц, имеющих скорости, близкие к скорости света (около 300 000 км/с). Данные о столкновениях позволяют исследовать взаимодействия уже известных элементарных частиц и обнаружить неизвестные. Создание новых коллайдеров для сталкивания частиц с огромными энергиями — залог развития фундаментальной физики, объяснили ученые НИУ «БелГУ».

Эффективность таких установок во многом зависит от вероятности столкновения отдельных частиц друг с другом, для чего требуется сконцентрировать пучки частиц в как можно более узком пространстве — вплоть до нескольких десятков нанометров.

Измерить напрямую пучки столь малых размеров невозможно, однако косвенно их параметры можно определить по расходимости пучка и значению параметра, называемого эмиттансом. Существующие методы измерения эмиттанса, по словам ученых, неэффективны для пучков чрезвычайно малых размеров. Физикам НИУ «БелГУ» удалось найти решение этой проблемы для позитрон-электронных коллайдеров.

"Наш метод определения эмиттанса позволяет работать с пучками электронов с энергиями порядка десяти ГэВ, продольный размер которых не превышает несколько микрон. Прежде удавалось измерять только параметры пучков с продольным размером не менее 50-100 микрон. Метод сыграет важную роль при создании Международного линейного коллайдера или альтернативного проекта. Можно считать, одна из принципиальных проблем перспективных коллайдеров решена", — рассказал профессор кафедры теоретической и экспериментальной физики НИУ "БелГУ" Игорь Внуков.

Предложенный метод основан на регистрации углового распределения дифрагированного переходного излучения пучка электронов в тонких кристаллах. В работе специалистов НИУ «БелГУ» для этого был использован кристалл кремния. При помощи специальных детекторов, как объяснили ученые, регистрируются угловые распределения излучения для двух расстояний между кристаллом и детектором, на основе этих измерений определяются размеры и эмиттанс пучка.

В исследовании принимали участие специалисты Японского института синхротронного излучения и центра синхротронного излучения SAGA LS (Япония). Предложенная методика определения размеров пучка уже прошла проверку на линейном ускорителе SAGA-LS.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

12 − десять =