Электронное охлаждение — метод охлаждения пучков тяжёлых заряженных частиц в ускорителях. Метод предложен Г. И. Будкером в 1966 годуЭлектронное охлаждение и новые возможности в физике элементарных частиц , Г. И. Будкер, А. Н. Скринский, УФН, т.124, вып.4, сс.561-595. и впервые продемонстрирован при охлаждении протонов в кольце НАП-М в ИЯФ СОАН СССР, в Новосибирске, в 1974 году.
Цикл работ «Метод электронного охлаждения пучков тяжёлых заряженных частиц» отмечен Государственной премией в 2001 году, (В. В. Пархомчук, Д. В. Пестриков, Р. А. Салимов, А. Н. Скринский, Б. Н. Сухина, Н. С. Диканский, И. Н. Мешков, Г. И. Будкер (посмертно)).
Принцип действия В отличие от лёгких электронов высоких энергий, для которых синхротронное излучение автоматически обеспечивает радиационное затухание поперечных колебаний в накопительном кольце, тяжёлые частицы практически не излучают. Идея электронного охлаждения заключается в том, чтобы на некотором участке совместить пучок «горячих» ионов с интенсивным пучком очень «холодных» электронов, следующих с точно такой же продольной скоростью. Происходит обмен температур, после чего разогревшийся электронный пучок отводится в коллектор, а ионный пучок взаимодействует на следующем обороте с новым холодным пучком электронов.
Применение В настоящее время установки электронного охлаждения установлены на ряде накопителей ионовBrief History and Present Status of Cooling Methods in Experimental Physics , I.Meshkov, Beam Dynamics Newsletter no.64, p.12.Beam Cooling Status and Perspectives , M.Steck, talk at COOL15 conference.:
Накопитель Центр, город, страна Годы работы Охлаждаемые частицы Энергия электронов, МэВ Ток электронного пучка Примечания НАП-М ИЯФ, Новосибирск, Россия 1974-1984 протоны .. .. .. ICE ЦЕРН 1979-1980 протоны .. .. .. Test Ring Фермилаб, США 1979-1980 протоны .. .. .. МОСОЛ ИЯФ, Новосибирск, Россия 1986-1988 протоны .. .. .. LEAR ЦЕРН 1987-1996 антипротоны .. .. .. IUCF cooler Индиана, США 1988-2002 .. .. .. .. TSR MPI, Гейдельберг, Германия 1988-2012 .. .. .. .. TARN-II Токийский университет, Япония 1989-2002 .. .. .. .. CELSIUS Уппсальский университет, Швеция 1989-2005 .. .. .. .. ESR GSI, Дармштадт, Германия c 1990 редкие ионы .. .. .. ASTRID Орхусский университет, Дания 1992-2005 .. .. .. .. CRYRING Стокгольмский университет, Швеция 1992-2009 .. .. .. .. COSY Юлих, Германия 1993-? .. .. .. .. SIS18 GSI, Дармштадт, Германия c 1998 тяжёлые ионы .. .. .. AD ЦЕРН с 1998 антипротоны .. .. .. HIMAC Тиба, Япония с 2000 ионы C12+ .. .. .. TSR MPI, Гейдельберг, Германия с 2004 .. .. .. .. LEIR ЦЕРН с 2005 ионы Pb82+ .. .. .. Recycler Фермилаб, США 2005-? антипротоны .. .. .. S-LSR Киото, Япония с 2005 .. .. .. .. CSRm IMP, Ланьчжоу, Китай с 2005 .. .. .. .. CSRe IMP, Ланьчжоу, Китай с 2008 .. .. .. .. COSY Юлих, Германия с 2013 .. .. .. .. ELENA ЦЕРН с 2018 антипротоны .. .. ..
NICA и его бустер, ОИЯИ, Дубна, Россия — строится HESR, в FAIR, Дармштадт, Германия — строится
См. также Стохастическое охлаждение Ионизационное охлаждение Радиационное затухание
Примечания
Литература История создания электронного охлаждения, В. В. Пархомчук, «Наука из первых рук», т.46, № 4, 08.11.2012. An effective method of damping particle oscillations in proton and antiproton storage rings, G.I. Budker, Soviet Atomic Energy. 22 (5): 438—440.
Категория:Физика ускорителей Категория:Институт ядерной физики СО РАН Категория:Изобретения СССР