Cтраница 3
Стоит заметить, что англичане оказались гораздо боязливее меня. Свою машину Нимрод они начали строить тоже на мягкой фокусировке через три года после нашей, когда никто более не сомневался в целесообразности жесткой фокусировки, тем более для энергии 7 ГэВ, для которой экономия, связанная с жесткой фокусировкой, была гораздо значительней. [31]
Поведение самого начальника лаборатории ускорителей тоже меня беспокоило: его отношение к жесткой фокусировке, отрицательное вначале, перешло в энтузиазм как раз тогда, когда начали выясняться все ее трудности. Я не мог отделаться от мысли, возможно несправедливой, что он сомневается в своих способностях построить машину на 3 ГэВ любого типа и считает менее унизительным провалить осуществление нового неиспробованного проекта, такого, как жесткая фокусировка, чем аналогичного Брукхейвенскому космотрону, уже успешно построенному в Америке. [32]
Стоит заметить, что англичане оказались гораздо боязливее меня. Свою машину Нимрод они начали строить тоже на мягкой фокусировке через три года после нашей, когда никто более не сомневался в целесообразности жесткой фокусировки, тем более для энергии 7 ГэВ, для которой экономия, связанная с жесткой фокусировкой, была гораздо значительней. [33]
Другими словами, по матрице Hfc i полученной в результате применения стандартного алгоритма к значениям Sj, полученным ранее, строится корректная матрица, обладающая свойством ортогональности, при этом минимизируется норма разности между этими матрицами. Однако основную важность на практике имеют неоднородные поля. Именно с помощью них производится так называемая жесткая фокусировка в современной ускорительной технике. [34]
Например, в ускорителе со слабой фокусировкой на энергию 10 БэВ камера имеет радиальный размер около 1 5 м, а в ускорителе с сильной фокусировкой на энергию 30 БэВ достаточно сделать камеру радиального размера около 15 см. Это дает возможность значительно снизить вес магнита. Например, магнит синхрофазотрона с мягкой фокусировкой на энергию 10 БэВ весит около 30 тыс. тонн, а у синхрофазотрона с жесткой фокусировкой на энергию 30 БзВ - всего 4 тыс. тонн. Все синхротроны на энергии свыше 10 БэВ строятся только с жесткой фокусировкой. [35]
Как показывает теория, при определенных соотношениях между длинами секторов и показателями п магнитного поля в секторах движение частицы является устойчивым, причем частица удерживается около равновесной орбиты очень большими средними силами и амплитуда ее колебаний оказывается очень малой. Например, в ускорителе со слабой фокусировкой на энергию 10 БэВ камера имеет радиальный размер около 1 5 м, а в ускорителе с сильной фокусировкой на энергию 30 БэВ достаточно сделать камеру радиального размера около 15 см. Это дает возможность значительно снизить вес магнита. Например, магнит синхрофазотрона с мягкой фокусировкой на энергию 10 БэВ весит около 30 тыс. тонн, а у синхрофазотрона с жесткой фокусировкой на энергию 30 БэВ - всего 4 тыс. тонн. Все синхротроны на энергии свыше 10 БэВ строятся только с жесткой фокусировкой. [36]
Как показывает теория, при определенных соотношениях между длинами секторов и показателями п магнитного поля в секторах движение частицы является устойчивым, причем частица удерживается около равновесной орбиты очень большими средними силами и амплитуда ее колебаний оказывается очень малой. Например, в ускорителе со слабой фокусировкой на энергию 10 БэВ камера имеет радиальный размер около 1 5 м, а в ускорителе с сильной фокусировкой на энергию 30 БэВ достаточно сделать камеру радиального размера около 15 см. Это дает возможность значительно снизить вес магнита. Например, магнит синхрофазотрона с мягкой фокусировкой на энергию 10 БэВ весит около 30 тыс. тонн, а у синхрофазотрона с жесткой фокусировкой на энергию 30 БэВ - всего 4 тыс. тонн. Все синхротроны на энергии свыше 10 БэВ строятся только с жесткой фокусировкой. [37]
Дальнейшее увеличение энергии связано с применением новых методов фокусировки частиц. Для того чтобы достичь энергии, скажем 10 ГэВ, протон совершает 4 5 млн оборотов, проходя путь в 2 5 раза больший, чем расстояние от Земли до Луны. Поэтому необходимо обеспечить такую устойчивость пучка, чтобы небольшие отклонения от равновесной орбиты не приводили бы к потере частиц. Снайдером был открыт новый тип магнитной фокусировки, получившей название сильной или жесткой фокусировки. Они предложили собрать магнит в виде периодически чередующихся секторов, каждый из которых фокусирует частицы по одной поперечной к скорости координате и дефокусирует по другой. В результате возникает эффективная фокусировка по радиальному и вертикальному направлениям. Значительно сокращается стоимость магнита и системы питания. Именно это открытие сделало возможным создание синхрофазотронов на сверхбольшие энергии. [38]
Дальнейшее увеличение энергии связано с применением новых методов фокусировки частиц. Например, для достижения энергии 10 ГэВ, протон совершает 4 5 млн оборотов, проходя путь, в 2 5 раза больший, чем расстояние от Земли до Луны. Поэтому необходимо обеспечить такую устойчивость пучка, чтобы небольшие отклонения от равновесной орбиты не приводили бы к потере частиц. Снайдером был открыт новый тип магнитной фокусировки, получившей название сильной или жесткой фокусировки. Они предложили собрать магнит в виде периодически чередующихся секторов, каждый из которых фокусирует частицы по одной поперечной к скорости координате и дефокусирует по другой. [39]
Если 0п1, то в обоих направлениях имеет место фокусировка. Если л 1 / 2, то фокусные расстояния в г - и z - направлениях равны. Однородное поле представляет собой специальный случай с п 0, разобранный выше. Путем соответственного подбора областей с положительными и отрицательными значениями п может быть создан отклоняющий квад-руполь. Периодическая структура из таких элементов используется в синхротроне с жесткой фокусировкой. Более подробно такую конфигурацию мы рассмотрим ниже. [40]