Физики университета ИТМО смогли экспериментально объяснить природу зеркального вращения. Это опасное явление, которое нарушает стабильность поведения частиц внутри ускорителей. Результаты работы исследователей опубликованы в журнале Physical Review Accelerators and Beams.
В 1980-х годах физики открыли особый способ разгонять электроны. Идея в том, чтобы первый пучок частиц пролетал через трубку и создавал за собой сильное электромагнитное поле, как волну за кораблем. Второй пучок частиц «ловит» эту волну и ускоряется. Метод позволяет создавать ускорители частиц и мощные лазеры, которые будут меньше, дешевле и эффективнее, чем существующие.
Несмотря на перспективность, создать ускорители на кильватерных волнах пока сложно. Главная проблема заключается в нестабильном поведении пучков частиц внутри ускорителя. Их электромагнитные поля ведут себя непредсказуемо.
До сих пор ученые не могли объяснить, почему возникает эффект вращения кильватерного следа. Но ученые из ИТМО первыми нашли решение. Они создали математическую модель, которая не только объяснила это «зеркальное» поведение кильватерного поля, но и показала, что угол его поворота всегда в полтора раза больше угла наклона пучка.
Возможность предсказывать и управлять зеркальным вращением кильватерного поля важна для стабильной работы новых кильватерных ускорителей. Разработка ученых ИТМО поможет создавать более надежные и эффективные ускорители, что откроет двери для новых исследований в физике высоких энергий, а также для важных открытий в медицине и создании инновационных материалов.
Изучение этого явления — не просто физическое любопытство, а фундаментальный вызов для ускорительных технологий. Количественное описание эффекта, полученное в исследовании, позволит перейти от наблюдения к активному управлению стабильностью в установках будущего.
Ранее Наука Mail рассказывала о возможности управления электричеством на наноуровне.