Автофазировка

Э. Л 1ак-Мнллан открыли действие принципа автофазировки в ускорении заряженных частиц. [c.13]

Синхротрон, фазотрон. В 1944 г. советский физик В. И. Векслер и несколько позднее американский физик Е. Мак-Миллан открыли важное физическое явление, получившее название механизм автофазировки . На использовании автофазировки основано устройство синхротрона, фазотрона, синхрофазотрона и современных линейных ускорителей релятивистских заряженных частиц. Принцип циклотронного ускорения может быть использован и для получения релятивистских частиц, так как и в циклотроне возможны стабильные орбиты. Перепишем соотношение (П.66) в следуюн ,ем виде [c.70]

С открытием в il944 г. советским ученым В. И. Векслером и независимо в 1945 г. американским ученым Мак-Милланом принципа автофазировки существенно повысилась максимальная энергия ускорения. В Объединенном институте ядерных исследований, расположенном в Дубне (СССР), с 1957 г. работает ускоритель с энергией частиц 10 тыс. Мэе, спроектированный и построенный советскими специалистами. В конце 1959 г. в Швейцарии и в середине 1960 г. в США пущены ускорители с энергией частиц около 30 тыс. Мэе. На еще большую энергию (около 70 тыс. Мэе) рассчитан новый ускоритель, строящийся в СССР. Весьма перспективными являются строящиеся в настоящее время в разных странах ускорители с встречными пучками. [c.22]

Идея фазотрона была выдвинута В. И. Векслером (1944) в СССР и несколько позднее Е. М. Мак-Милланом (1945) в США. Главным моментом идеи В. И. Векслера является открытый им принцип автофазировки, суть которого сводится к следующему. Частицы попадают из инжектора в ускорительную камеру с некоторым разбросом по скоростям. Поэтому в процессе резонансного ускорения часть частиц начнет отставать, а часть убегать вперед. Если, однако, частицы проходят ускоряющий промежуток в период нарастания электрического поля, то — в этом и состоит явление автофазировки — на отстающие и опережающие частицы действуют поля, загоняющие эти частицы обратно в резонансный режим. [c.474]

Принцип автофазировки Векслера — Мак-Миллана справедлив не только для фазотронов, но и для других ускорителей высоких энергий — синхротронов, линейных резонансных ускорителей, микротронов и др. [c.474]

Большое значение при проведении исследований по ядерной физике придается ускорителям заряженных частиц, сообщающим этим частицам высокие энергии, необходимые для эффективного воздействия на ядра атомов (их разрушения или синтезирования). Заметные успехи в конструировании и постройке ускорителей определились к концу 40-х годов, после того как в 1944 г. В. И. Векслером (1907—1966) и независимо от него в 1945 г. американским физиком Э. Макмилланом был открыт принцип автофазировки. [c.155]

Автосцепка судовая 306 Автотрансформаторы 102, 106 Автофазировки принцип 155 Агрегаты преобразовательные 95 Агрегаты сварочные 97, 98 Агрегаты турбохолодильные 386 Акватории портовые 311, 314, 316 Аккумуляторы 88, 89, 92, 106 Аппаратура ради отелеметрическая 425, 426, 436 [c.460]

На схему построения ЛУЭ оказывают влияние особенности динамики электронных пучков, связанные с близостью скорости электронов на осн. части ускорителя к скорости света изменение энергии электрона не приводит к изменению скорости, а следовательно, не работает механизм автофазировки. Облегчаются требования к фокусировке пучка, т. к., с одной стороны, поперечное кулоновское расталкивание в пучке почти полностью компенсируется маги, притяжением параллельных токов, с другой — случайные поперечные скорости i j электронов в пучке убывают с ростом их анергии (поперечный импульс постоянен, а [c.589]

РАВНОВЕСНАЯ ФАЗА — значение фазы <рд ускоряющего ВЧ-напряжения (с амплитудой i/g) в резонансных ускорителях, при К-рой частицы, пришедшие в ускоряющий зазор, приобретают такую энергию /десозфд, что двигаются в резонансе с ускоряющим полем. Это означает, что в циклических ускорителях частицы на следующем обороте возвращаются к ускоряющему зазору при том же значении фазы, а в линейных ускорителях приходят при той же фазе в следующий ускоряющий промежуток. Одно из двух значений Р. ф. является устойчивым, а другое — неустойчивым (см. Автофазировка). В цнклич. ускорителях на релятивистские энергии устойчивое и неустойчивое значения фазы в процессе ускорения могут меняться местами (при кри-тич. энергии). Частицы, приходящие в ускоряющий зазор при устойчивой Р. ф., наз. равновесными частицами. [c.197]

СИНХРОТРОННЫЕ КОЛЕБАНИЯ колебания энергия и фазы (импульса и фазы, координаты и фазы) ускоряемых частиц при резонансном ускорении в линейных и циклич. ускорителях в теории циклич. ускорителей наз. также радиально-фазовыми колебаниями (под фазой здесь понимается фаза, к-рую имеет ускоряющее ВЧ-поле в момент прихода частиц в ускоряющий промежуток). На С. к. впервые обратили внимание В. И. Векслер и Э. Мак-Миллан (Е. M Millan), сформулировавшие принцип автофазировки — наличия устойчивого (равновесного) значения фазы при любом стабильном режиме резонансного ускорения в кольцевых ускорителях. [c.533]

О явлениях синхронизации и захватывания см. гл. VIII и п. 4 гл. IX т. 2 Явление самосинхронизации механических вибровозбудителей состоит в том, что роторы двух возбудителей или более, устарювленных на общем рабочем органе машины (несущем теле или системе несущих тел), вращаются с одинаковыми или кратными средними угловыми скоростями и определёнными фазами, несмотря на то что они приводятся от независимых асинхронных двигателей и кинематически никак не связаны один с другим эффект самосинхронизации и автофазировки роторов достигается благодаря колебаниям несущих тел, на которых оии установлены. Это явление было обнаружено в СССР в 1947—1948 гг. [4, 9] первый патент на устройства с самосинхронизирующи.мися возбудителями опубликован в США в 1950 г., хотя соответствующая заявка была сделана в Швеции в 1946 г. [47]. [c.467]

Открытие принципа автофазировки не было отмечено Нобелевской премией. МакМиллан в 1951 г. получил Нобелевскую премию по химии (совместно с Г. Сиборгом) за открытие трансурановых элементов. [c.49]

В окрестности равновесной фазы sin = sin o + ( — о) os o- Фазы частиц, пришедших к зазору в некотором интервале фаз в окрестности равновесной фазы, при последующих прохождениях зазора совершают колебания в окрестности значения во (область захвата). Механизм автофазировки приводит к тому, что при достаточно медленном возрастании величин си и В энергия частиц, находящихся в области захвата, автоматически принимает значение, близкое к резонансному, т. е. все эти частицы ускоряются. Протоны, для которых выполняется условие os 0 < О5 находятся в области захвата и ускоряются высокочастотным полем генератора в режиме нормальной работы синхрофазоторона. [c.520]

Механизм автофазировки открыт независимо в 1944 г. советским физиком В. И. Векслером и в 1945 г. американским физиком Э. МакМилланом. Первый синхрофазотрон — космотрон на 3 ГэВ (Брукхей-вен, США) был запущен в 1952 г. Синхрофазотрон с максимальной энергией протонов 6,3 ГэВ, получивший название беватрон (Беркли, 1953 г. США), был специально создан для детектирования пары протон-антипротон (Нобелевская премия, 1955 г.). В 1956 г. был открыт антинейтрон, в 1965 г. получено первое антиядро-антидейтрон — связанное состояние антипротона и антинейтрона. [c.520]

Автофазировка. Разработка ускорителей современного типа началась с анализа механизма автофазировки. Поскольку кинетическая энергия — возрастающая функция времени, то соотношение = ш может выполняться только в том случае, когда uj и В также являются функциями времени. Пусть выполняется условие резонанса Шр = ш для частицы, проходящей через ускоряющий промежуток в момент времени о- Прирост кинетической энергии при прохождепии зазора АТ eV sin во, где во — равновесное значение фазы, при которой частица попадает в зазор, V — разность потенциалов между электродами зазора. Для нерезонансных частиц это условие не выполняется. Оказалось, что фазы частиц, пришедших к зазору в некотором интервале фаз в окрестности равновесной фазы, при последующих прохождениях зазора совершают колебания в окрестности значения во (область захвата). Механизм автофазировки приводит к тому, что при достаточно медленном возрастании величин шм В энергия частиц, находящихся в области захвата, автоматически принимает значение, близкое к резонансному, т.е. все эти частицы ускоряются. [c.376]

Возможности циклотрона для получения частиц высоких энергий оказались ограниченными. Новая ступень в развитии ускорительной техники началась после открытия советским ученым академиком В. И. Векслером в 1944 г. принципа автофазировки. Применение принципа автофазировки привело к созданию различных типов циклических резонансных ускорителей, таких, как синхротрон, синхроциклотрон, синхрофазотрон, с помощью которых и были достигнуты сверхвысокие энергии. [c.9]

Рассмотрим принцип действия линейного ускорителя, используя для этого одну из первых схем (рис. 1, а). Ускоритель состоит из источника заряженных частиц и ряда электродов в виде металлических полых трубок. Все электроды расположены вдоль одной оси и присоединены через один к одноименным клеммам генератора высокой частоты. В зазорах между электродами возникает электрическое поле того или иного направления попеременно. Если частица вылетела из источника в момент времени, когда электрическое поле было ускоряющим, то она, пройдя первый зазор, приобретает некоторую энергию и влетит внутрь первой трубки. Пролетая внутри трубки, частица не испытывает действия поля, так как металлические стенки надежно ее экранируют. Можно выбрать длину трубки таким образом, чтобы дрейф частицы внутри трубки продолжался полпериода колебаний. Тогда за время прохождения трубки дрейфа поле во втором зазоре изменит знак и окажется ускоряющим для этой частицы. Пройдя второй зазор, частица опять увеличит энергию, и если следующая дрейфовая трубка имеет должную длину, то в третьем зазоре частица снова попадет в ускоряющее поле. Этот процесс может быть повторен много раз, и полная энергия, приобретенная частицей в такой системе, будет равна сумме энергий, полученных частицей при прохождении каждого из зазоров. Очевидно, что длина трубок дрейфа должна возрастать с увеличением скорости частицы. В ускорителе этого типа имеет место автофазировка, что и обеспечивает значительную интенсивность частиц на выходе. Однако необходимо принимать меры для удержания частиц в приосевой [c.10]

На рис. 28, а показаны поле ускоряющей волны и расположение шарообразного сгустка в некоторой фазе волны. На рис. 28, б изображено изменение продольного поля объемного заряда и, наконец, суммарное поле ускоряющей волны и объемного заряда (см. рис. 28, в). Появившаяся плоская площадка суммарного поля иллюстрирует отсутствие автофазировки в области расположения сгустка. Далее, проанализируем влияние объемного заряда на фазовое движение при следующих упрощающих предположениях. [c.91]

Устойчивые фазовые колебания частиц (автофазировка) возможны лишь при вещественности частоты т. е. при условии [c.165]

Фазопеременная фокусировка основана на периодическом изменении знака равновесной фазы вдоль ускорителя. Как было показано в гл. 8, при постоянстве или медленном изменении равновесной фазы имеет место автофазировка, т. е. устойчивые фазовые колебания частиц около положительной равновесной фазы. В окрестности же отрицательной равновесной фазы продольное движение частиц неустойчиво. Радиальные силы, действующие на частицы, напротив, являются фокусирующими при отрицательных фазах и дефокусирующими — при положительных. [c.229]

Таким образом, фазопеременная фокусировка затрагивает не только радиальное, но также и фазовое движение частиц. Характер фазового движения в корне изменяется по сравнению с обычным, описанным в гл. 8. А именно, автофазировка сменяется знакопеременной фазировкой. [c.229]

Введение постоянной составляющей в закон изменения равновесной фазы фро позволяет значительно увеличить размах фазовых колебаний, доведя его примерно до величины 2Аф = 60° (при Фо = —10° и ф1 = 35°). В результате фазопеременная фокусировка по допустимому размаху фазовых колебаний становится сравнимой с обычной автофазировкой. [c.230]

С помощью принципа автофазировки можно было не только преодолеть физический барьер релятивизма, но также и решить задачу о компенсации радиационных потерь энергии при ускорении легких частиц. Тем самым вновь открылись возможности для дальнейшего продвижения вверх по шкале энергий. [c.20]

На основе принципа автофазировки были разработаны и сооружены новые типы ускорителей тяжелых частиц. Одним из них был фазотрон или циклотрон с модулированной частотой. Закон модуляции обеспечивал условие синхронизма с учетом релятивистской зависимости массы от скорости [c.20]

Принцип автофазировки позволил перейти к более совершенному ускорителю электронов — синхротрону, в котором магнитное поле сохраняет только функции управления и фокусировки, а ускорение частиц происходит в аналогии с ускорителем протонов — синхрофазотроном (рис. 2). Следует заметить, что термин ускорение электронов при высоких энергиях становится несколько условным. При энергиях порядка 500 МэВ скорость электрона уже практически равна скорости света к = 0,99999 с. Теория относительности при расчете таких ускорителей с необходимостью входит в инженерную практику. Более наглядно процесс ускорения такого электрона следует рассматривать как увеличение массы частицы, поскольку [c.21]

Вскоре после открытия принципа автофазировки во многих странах были сооружены электронные синхротроны, рассчитанные на большие энергии (порядка 1 ГэВ). В нашей стране первыми ускорителям и этого типа явились синхротрон ФИАН на 680 МэВ и ускоритель Томского политехнического института на 1,5 ГэВ. [c.22]

Синхротронное излучение явилось важнейшим фактором, влияющим на динамику электронов в бетатроне, — фактором отрицательного характера, ограничивающим возможности индукционного метода ускорения. Сильнейшие радиационные потери требовали рассмотрения новых принципов ускорения. Так появился синхротрон — новый ускоритель элек- тронов, основанный на принципе автофазировки. [c.36]

Задача о физическом обосновании индукционно-резонансного метода ускорения была успешно решена В. И. Векслером, Е. Макмилланом (1944) в виде сформулированного ими принципа автофазировки. [c.37]

Физические идеи принципа автофазировки [c.37]

Если электрон будет опережать резонансную частицу, то он попадает в более сильное ускоряющее электрическое поле, чем это необходимо для точного резонанса. Такой электрон приобретает большую энергию, чем резонансный, и следовательно, частота его обращения (и = еосН1Е уменьшится. Таким образом, нерезонансный электрон может участвовать в процессе ускорения наряду с резонансным, ускоряясь ква- зисинхронно. Фаза такого электрона совершает периодическое движение (фазовые колебания) около равновесного значения. Энергия частицы также колеблется около значения энергии резонансного электрона и в среднем равна ей. Анализ поведения нерезонансных электронов с колеблющейся фазой показывает, что фазовые колебания с течением времени затухают, следствие чего фаза нерезонансных частиц с течением времени автоматически приближается к равновесному значению. Таков качественный механизм принципа автофазировки, гарантирующего возможность получить лучок электронов удовлетворительной интенсивности, ибо имеется целая широкая область входных фаз, имея которые электроны вовлекаются в режим ускорения. [c.39]

В силу того что радиационные потери энергии электроном компенсируются в синхротроне за счет быстрого высокочастотного электрического поля, с помощью принципа автофазировки удалось достичь высоких энергий ускоряемых электронов порядка десятков ГэВ (т. 10 эВ) (см. табл. 1 в 5, п. 4). Принципиальная конструкция синхротрона подобна его предшественнику — бетатрону (рис. 5), однако теперь нет надобности иметь ускоряющее магнитное поле, ибо ускорение достигается внешним электрическим полем. Поэтому магнитное поле сосредоточено в основном в окрестности равновесной орбиты. [c.46]

Таким образом, фазовое движение также оказывается устойчивым. Однако имеет место особенность в фазовом движении, связанная именно с большими значениями показателя спадания. Как это следует из (3.68), фазовые колебания прекращаются (нарушается принцип автофазировки), если коэффициент к обращается в нуль. Это соответствует критическому значению энергии [c.54]

Условие автофазировки можно сформулировать более точно, если представить ультразвуковую волну как поток фононов с энергией h(j) и импульсом hq (где, разумеется, o)/q равно скорости волны s) и потребовать сохранения энергии и импульса при поглощении фонона электроном. Из условия сохранения импульса следует, что параллельная Н составляющая импульса электрона после поглощения фонона должна стать равной h к + q), если направление распространения волны параллельно полю. Если направление распространения волны составляет с направлением поля угол в, то величину 7 следует заменить на 7 os 0 во всех нижеследующих формулах, но результаты остаются качественно подобными при условии, что OS0 не настолько мал, чтобы нарушались неравенства, сформулированные для 0 = 0. Поскольку практически энергия фонона гораздо меньше, чем расстояние по энергии между соседними трубками Ландау (т.е. ы для таких полей, при которых осцилляции еще можно наблюдать), электрон остается на одной и той же трубке Ландау и условие сохранения энергии означает, что [c.204]

Поскольку производная Ье/Ьк) равна где — составляющая скорости электрона, параллельная Я, и o)/q = 5, то мы и приходим к условию автофазировки [c.205]

Автофазировка 203, 204 Альфера—Рубина эффект 192, 384 Анизотропии коэффициент 85, 117, 258, [c.669]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...