На одном из последних заседаний церновской комиссии по Большому адронному коллайдеру (LARGE HADRON COLLIDER COMMITTEE) было принято решение о необходимости продолжения исследований по использованию эффекта каналирования в кристаллах для очистки пучков частиц. О проекте рассказывает ведущий научный сотрудник ФИАН доктор физико-математических наук Султан Дабагов.
В работе любого ускорителя важно не только соблюдение траекторий частиц, но и обеспечение своевременного вывода частиц, засоряющих пучки, например, сошедших с орбиты или вновь рожденных. На LHC в ЦЕРН чистка пучков осуществляется с помощью традиционных коллиматоров, но ее эффективность можно повысить. В связи с этим большие надежды возлагаются на весьма красивый эффект “каналирования излучений”, наблюдаемый при прохождении пучков заряженных и нейтральных частиц через ориентированные структуры. Этот термин был введен датским физиком Йенсом Линдхардом еще в 1965 году, а в 1976-м советский физик Эдуард Цыганов показал, что явление каналирования может сохраняться даже в изогнутом монокристалле, а значит, кристаллы могут быть использованы для отклонения пучков заряженных частиц, включая вывод их из ускорителей.
Проект под названием “Коллимация пучков с помощью кристаллов” (UA9), согласно которому систему коллиматоров LHC предполагается частично переоснастить, изначально считается итальянским. Возглавляет его Султан Дабагов — руководитель лаборатории X Lab Frascati Национальной Лаборатории Фраскати Национального института ядерной физики (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, INFN, Италия), ведущий научный сотрудник Лаборатории электронов высоких энергий ФИАН, профессор МИФИ. Помимо итальянских и церновских физиков-инженеров в проекте также участвуют специалисты из России, Великобритании, Франции и США. Конечной целью проекта является развитие техники коллимации релятивистских протонов с применением изогнутых кристаллов для использования в будущем при формировании пучков LHC.
Рассказывает Султан Дабагов: “Мы работаем с кремниевыми кристаллами. Для того чтобы не было сильного взаимодействия с частицами, материал кристалла должен быть как можно легче. Сам по себе проект очень интересный, и кроме практической необходимости и пользы там и физика ожидается интересная”.
На сентябрьском заседании церновской комиссии по LHC было принято решение о необходимости проведения конкретных исследований по физике процессов рассеяния релятивистских протонов и тяжелых ионов в изогнутых кристаллах, а также по подготовке инженерных решений для использования техники на основе эффекта каналирования вместе с традиционной техникой коллимации пучков.
“В последних экспериментах, — говорит Султан Дабагов, — мы исследовали процессы неупругого рассеяния протонов и ионов в условиях каналирования в изогнутых кристаллах, а также параметрическое рентгеновское излучение релятивистских протонов. Последнее замечательно тем, что может быть использовано как для диагностики кристалла при длительном облучении интенсивным пучком, так и для проверки юстировки кристалла по отношению к направлению пучка протонов в условиях эксперимента, то есть в условиях работающей установки. Сейчас проводится серьезная модернизация алгоритмов расчета рассеяния релятивистских пучков протонов и ионов в разного рода изогнутых кристаллах, параллельно разрабатывается общая программа моделирования всего процесса формирования пучков для экспериментов ЦЕРН с учетом всей существующей оптики пучков и при наличии кристаллических коллиматоров”.
Новые системы коллимации, состоящие из изогнутых кристаллов, предполагается установить после завершения всех экспериментов и тестовых испытаний во время очередной запланированной остановки коллайдера. При этом в определенных местах будут сохранены и используемые на данный момент коллиматоры.
По материалам АНИ “ФИАН-информ”
Нет комментариев