Учебное пособие. – М.: НИЯУ МИФИ, 2010. – 224 с.
Даны отдельные разделы курса, читаемого в девятом семестре студентам, обучающимся по специальности «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника». В пособие включены материалы, которые отражают развитие и современное состояние ускорителей и оборудования для работы с высокоэнергетическими частицами. Предназначено для студентов НИЯУ МИФИ, изучающих данное оборудование.
Подготовлено в рамках Программы создания и развития НИЯУ МИФИ.
Рецензент д-р физ.-мат. наук, проф. Э. Я. Школьников
ISBN 978-5-7262-1196-1
Содержание
Предисловие
Роль ускорителей в современной физике элементарных частиц
Условия локализации исследований в области малых расстояний
Краткая история экспериментов и наблюдения за частицами
Эксперименты на коллайдерах
Некоторые свойства матричного представления
Свойство элементов матриц
Равенство единице определителя матриц
Особенности матриц симметричных систем
Связь между оптическими параметрами системы и элементами матрицы перехода
Квадратные матрицы третьего и четвертого порядков
Движение пучка частиц и фазовое пространство
Элементы систем транспортировки частиц высокой энергии. Квадрупольные линзы
Требование к элементам систем транспортировки и работам с высокоэнергетическими частицами
Магнитные квадрупольные линзы
Принцип действия магнитной квадрупольной линзы. Поля и градиенты
Эффективная длина магнитной квадрупольной линзы
Движение заряженных частиц в магнитных квадрупольных линзах. Матрицы перехода
Оптические параметры магнитных квадрупольных линз
Приближения тонкой и полутонкой линз
Зависимость оптических параметров линзы от изменения импульса частицы и тока возбуждения
Фазовые траектории частиц в магнитной квадрупольной линзе
Технические параметры и особенности магнитных квадрупольных линз
Разновидности МКЛ
Простейшие системы из магнитных квадрупольных линз
Дублеты
Триплеты
Квадруплеты (квартеты)
Периодические системы квадрупольных линз
Элементы систем транспортировки частиц высокой энергии. Отклоняющие и анализирующие магниты
Движение заряженных частиц в магнитном поле с плоскостью симметрии
Секторный магнит с неоднородным полем
Секторный магнит с однородным полем
Учет влияния краевой фокусировки
Магнит произвольной формы
Поле на краю магнита
Технические параметры и особенности отклоняющих магнитов
Системы, состоящие из квадрупольных линз и магнитов
Ахроматические и изохронные системы
Примеры ахроматической и изохронной симметричных систем
Абберации магнитных систем
Различные типы аберраций
Оценка хроматической аберрации
Практические вопросы юстировки магнитных систем
Визуализация оси квадрупольной линзы
Метод гибкой нити
Методы сепарации частиц высокой энергии
Общие требования и задачи
Электростатические сепараторы
Электродинамические сепараторы
Сравнение электродинамических и электростатических сепараторов
Системы вывода частиц из циклических ускорителей высоких энергий
Системы вывода частиц из слабофокусирующих ускорителей
Быстрый вывод частиц из сильнофокусирующих ускорителей
Кристаллическая оптика пучков заряженных частиц высокой энергии
История развития вопроса
Некоторые расчетные соотношения
Список литературы
Даны отдельные разделы курса, читаемого в девятом семестре студентам, обучающимся по специальности «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника». В пособие включены материалы, которые отражают развитие и современное состояние ускорителей и оборудования для работы с высокоэнергетическими частицами. Предназначено для студентов НИЯУ МИФИ, изучающих данное оборудование.
Подготовлено в рамках Программы создания и развития НИЯУ МИФИ.
Рецензент д-р физ.-мат. наук, проф. Э. Я. Школьников
ISBN 978-5-7262-1196-1
Содержание
Предисловие
Роль ускорителей в современной физике элементарных частиц
Условия локализации исследований в области малых расстояний
Краткая история экспериментов и наблюдения за частицами
Эксперименты на коллайдерах
Некоторые свойства матричного представления
Свойство элементов матриц
Равенство единице определителя матриц
Особенности матриц симметричных систем
Связь между оптическими параметрами системы и элементами матрицы перехода
Квадратные матрицы третьего и четвертого порядков
Движение пучка частиц и фазовое пространство
Элементы систем транспортировки частиц высокой энергии. Квадрупольные линзы
Требование к элементам систем транспортировки и работам с высокоэнергетическими частицами
Магнитные квадрупольные линзы
Принцип действия магнитной квадрупольной линзы. Поля и градиенты
Эффективная длина магнитной квадрупольной линзы
Движение заряженных частиц в магнитных квадрупольных линзах. Матрицы перехода
Оптические параметры магнитных квадрупольных линз
Приближения тонкой и полутонкой линз
Зависимость оптических параметров линзы от изменения импульса частицы и тока возбуждения
Фазовые траектории частиц в магнитной квадрупольной линзе
Технические параметры и особенности магнитных квадрупольных линз
Разновидности МКЛ
Простейшие системы из магнитных квадрупольных линз
Дублеты
Триплеты
Квадруплеты (квартеты)
Периодические системы квадрупольных линз
Элементы систем транспортировки частиц высокой энергии. Отклоняющие и анализирующие магниты
Движение заряженных частиц в магнитном поле с плоскостью симметрии
Секторный магнит с неоднородным полем
Секторный магнит с однородным полем
Учет влияния краевой фокусировки
Магнит произвольной формы
Поле на краю магнита
Технические параметры и особенности отклоняющих магнитов
Системы, состоящие из квадрупольных линз и магнитов
Ахроматические и изохронные системы
Примеры ахроматической и изохронной симметричных систем
Абберации магнитных систем
Различные типы аберраций
Оценка хроматической аберрации
Практические вопросы юстировки магнитных систем
Визуализация оси квадрупольной линзы
Метод гибкой нити
Методы сепарации частиц высокой энергии
Общие требования и задачи
Электростатические сепараторы
Электродинамические сепараторы
Сравнение электродинамических и электростатических сепараторов
Системы вывода частиц из циклических ускорителей высоких энергий
Системы вывода частиц из слабофокусирующих ускорителей
Быстрый вывод частиц из сильнофокусирующих ускорителей
Кристаллическая оптика пучков заряженных частиц высокой энергии
История развития вопроса
Некоторые расчетные соотношения
Список литературы