12.09.2018|16:00

Физики научились следить за пучками частиц, не замедляя их

Международный коллектив ученых из ЦЕРН, США, Великобритании и Томска добился прямого наблюдения так называемого дифракционного излучения Вавилова—Черенкова в видимом диапазоне. В ходе эксперимента ученым удалось показать, что это излучение возникает, когда пучок заряженных частиц пролетает мимо прозрачного диэлектрика, а не проходит сквозь него, как в традиционных схемах. При этом его мощности оказалось достаточно, чтобы дать информацию о характеристиках самого пучка, хотя ранее считалось, что этот эффект незначителен и не представляет интереса. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Излучение Вавилова—Черенкова было открыто отечественным ученым Павлом Черенковым, а в 1958 он вместе с учеными, объяснившими это явление, получил Нобелевскую премию. Излучение возникает при движении заряженной частицы через прозрачный диэлектрическую среду (например, воду) со скоростью, превышающей фазовую скорость света в этой среде. Это излучение можно наблюдать визуально, пример — характерное голубое свечение в бассейне ядерного реактора.
«Это излучение чрезвычайно полезно в физике частиц, ведь благодаря ему можно измерить характеристики заряженных частиц, которые проходят сквозь диэлектрик, — рассказывает один из авторов статьи Александр Потылицын из Томского политехнического университета. — Детекторы на основе этого эффекта сегодня используются и в лазерно-плазменных лабораториях, токамаках и в ускорителях, например, Большом адронном коллайдере (БАК). Но здесь встает проблема: когда частица проходит через среду, она рассеивается, теряет энергию. В некоторых случаях этими эффектами можно пренебречь, а в некоторых нет. Поэтому нужны так называемые невозмущающие методы диагностики пучков частиц, получаемых на современных ускорителях».
Ранее ученые считали, что черенковское излучение, возникающее, когда частицы проходят в непосредственной близости от диэлектрика, а не пересекают его, слишком мало, чтобы брать его во внимание. Результаты моделирования, проведенного учеными Томского политехнического университета, и непосредственного эксперимента, прошедшего на американском ускорителе в Корнеллском университете, опровергли это мнение.
Во время эксперимента пучок позитронов проходил вблизи кварцевой призмы — на расстоянии менее 1 миллиметра. Генерируемое черенковское излучение из призмы отражалось от зеркала и собиралось линзой, а затем детектировалось чувствительной фотокамерой. По характеристикам зафиксированного светового пятна и можно судить о параметрах исходного пучка позитронов, причем подобную диагностику можно проводить очень быстро, в режиме онлайн, что позволит техническому персоналу, оперативно принимать решения по корректировке установки.
«Результаты эксперимента показали, что генерируемое черенковское излучение не оказывает существенного влияния на параметры пучка, — отмечает Потылицын. — При этом результаты хорошо описываются нашей моделью. Следующий этап наших исследований — диагностика субмикронных пучков, которую невозможно провести существующими инструментами. Мы планируем провести эксперимент на японском ускорителе в городе Цукуба, в Организации по изучению высокоэнергетических ускорителей (КЕК), обладающем необходимыми параметрами пучка, чтобы доказать возможность использования черенковского излучения в таком невозмущающем формате для диагностики субмикронных пучков. Полученные результаты могут использоваться при создании следующей установки, сравнимой по масштабам с БАК, — Международного линейного коллайдера в Японии».
Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс. Новостей и читайте нас чаще.
Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.

Источник: https://news.rambler.ru/scitech/40784245-fiziki-nauchilis-sledit-za-puchkami-chastits-ne-zamedlyaya-ih/

  Опубликовать
Комментарии
Текст комментария
Другие новости в рубрике «Наука и технологии»
Запасы крупнейшего в России рудного месторождения могли образоваться в древнем море 14/12, 20:00
ТОМСК, 14 декабря. /ТАСС/. Источником уникальных запасов железной руды в Томской области могли стать образования на дне древнего моря, которое существовало на территории современного Бакчарского месторождения, считают ученые Томского политехнического…
Обнаружено вещество для выявления раковых опухолей на раннем этапе 11/12, 08:00
Специалисты нашли вещество, которое необходимо для МРТ и может выявлять опухоли на ранней стадии по температуре.
Российские ученые разрабатывают систему шифрования информации с помощью свойств атмосферы 07/12, 20:00
МОСКВА, 7 декабря. /ТАСС/. Российские ученые разрабатывают систему шифрования информации с помощью свойств атмосферы, сообщает в пятницу пресс-служба Министерства науки и высшего образования России.
Учёные из Томска создали 4D-радар для беспилотников 09/11, 16:01
С помощью него машина будет видеть все предметы на дороге. Инженерам уже поступил заказ на выпуск 200 таких приборов.
В Томске разработали жаропрочный сплав нового поколения для космоса 17/10, 20:02
По данным специалистов, новый композиционный материал сможет выдерживать свыше 1400 градусов по Цельсию и использоваться в судостроении, авиационной и космической отраслях.
В Томске представили систему бесконтактного досмотра пространства 10/10, 16:01
Томские ученые продемонстрировали инновационный способ досмотра на пятом форуме новых решений U-NOVUS. — Национальный исследовательский Томский государственный университет разработал основы локационной радиотомографии, — сообщает администрация Томской области. — Это система…

Главное за сутки

Сегодня в кино
Вся афиша Томска на сайте
tomsk.4geo.ru/afisha/