Новосибирские физики поставили мировой рекорд по охлаждению тяжелых ионов
Основной принцип экспериментов в физике высоких энергий – чем больше плотность частиц, тем выше качество исследования. Эксперименты могут проходить в коллайдере, где пучки частиц соударяются друг с другом, и в результате столкновения со статичной мишенью. В обоих случаях эффективность зависит от плотности потока ионов, сообщила пресс-служба ИЯФ.
«Метод электронного охлаждения позволяет в тысячи раз уменьшить фазовые объемы охлаждаемых пучков. Для этого холодные электроны направляются магнитным полем из электронной пушки в кольцо ускорителя, в случае эксперимента в Дубне, это сверхпроводящий бустерный синхротрон. Здесь они соединяются с горячими ионами, некоторое время движутся по кольцу вместе и за счет столкновений охлаждают ионы. Неохлажденный пучок ионов занимает большую часть поперечного пространства камеры, и добавлять в него новые частицы малоэффективно. Если же ионы охладить, они сожмутся в тонкий шнур, освобождая место для еще одной инжекции. Плотность энергии у таких пучков существенно выше, чем у неохлажденных. За счет этого можно накапливать в десятки раз больше частиц», – пояснил заместитель директора ИЯФ СО РАН по научной работе Евгений Левичев.
Система электронного охлаждения «Бустера» NICA предназначена для накопления пучка ионов при инжекции и для его подготовки к эффективному перепуску в кольцо «Нуклотрон» на промежуточной энергии. В сеансе 2023 года на накопительном тяжелоионном комплексе ОИЯИ в составе синхротронных колец «Бустер» и «Нуклотрон» было получено первое в России электронное охлаждение тяжелых ионов, которое было использовано для повышения эффективности работы исследовательской установки Baryonic Matter at Nuclotron (BM@N).
Электронное охлаждение пучка тяжелых ионов, полученное совместными усилиями специалистов ИЯФ и ОИЯИ, позволило увеличить вдвое скорость набора данных во время экспериментов по изучению плотной барионной материи на фиксированной мишени и получить новые интересные экспериментальные данные.