Радиационное затухание - Radiation damping

О явлении в классической электродинамике см. Сила Абрахама – Лоренца.

Радиационное затухание в физика ускорителя это способ уменьшить излучательная способность луча высокоскоростного пучок заряженных частиц к синхротронное излучение.

Двумя основными способами использования радиационного затухания для уменьшения эмиттанса пучка частиц являются использование ондуляторы и демпфирующие кольца (часто содержащие ондуляторы), оба основанные на одном и том же принципе индукции синхротронное излучение чтобы уменьшить импульс частиц, затем заменяя импульс только в желаемом направлении движения.

Демпфирующие кольца

Поскольку частицы движутся по замкнутой орбите, боковое ускорение заставляет их излучать синхротронное излучение, тем самым уменьшая размер их векторов импульса (относительно расчетной орбиты) без изменения их ориентации (игнорируя квантовые эффекты на момент). В продольном направлении потеря импульса частицы за счет излучения заменяется ускоряющими участками (ВЧ резонаторы ), которые устанавливаются на пути луча так, чтобы равновесие достигается при проектной энергии ускорителя. Поскольку этого не происходит в поперечном направлении, где эмиттанс пучка увеличивается только за счет квантования радиационных потерь (квантовые эффекты), поперечный равновесный эмиттанс пучка частиц будет меньше при больших радиационных потерях по сравнению с небольшими радиационными потерями. .

Потому что на высокой орбите искривления (малые радиусы кривизны) увеличивают излучение синхротронного излучения, демпфирующие кольца часто бывают маленькими. Если необходимы длинные пучки с большим количеством сгустков частиц для заполнения большего кольцо для хранения демпфирующее кольцо можно удлинить длинными прямыми участками.

Ондуляторы и вигглеры

Когда требуется более быстрое демпфирование, чем может быть обеспечено поворотами, присущими демпфирующему кольцу, обычно добавляют ондулятор или же виглер магниты, чтобы вызвать больше синхротронного излучения. Это устройства с периодическими магнитными полями, которые заставляют частицы колебаться в поперечном направлении, что эквивалентно множеству маленьких крутых поворотов. Они работают по тому же принципу, что и демпфирующие кольца, и это колебание заставляет заряженные частицы испускать синхротронное излучение.

Преимущество множества маленьких витков в ондуляторе состоит в том, что конус синхротронного излучения направлен в одном направлении, вперед. Это легче защитить, чем широкий вентилятор, производимый большим витком.

внешняя ссылка