Колекти вні ефе кти у фізиці прискорювачів сукупність різноманітних явищ що залежать від інтенсивності пучка заряджених

Колекти́вні ефе́кти — у фізиці прискорювачів, сукупність різноманітних явищ, що залежать від інтенсивності пучка заряджених частинок, і впливають на його динаміку в прискорювачах. У пучку малої інтенсивності частинки не взаємодіють між собою і не впливають на оточення, таким чином, рух частинок повністю визначається зовнішніми електромагнітними полями елементів прискорювача. В інтенсивному згустку поле, створюване ансамблем заряджених частинок, впливає на динаміку окремої частинки як безпосередньо, так і через поля, що наводяться на елементах прискорювача. Саме колективні ефекти, як правило, обмежують інтенсивність пучка в прискорювачах.

Колективні ефекти можуть бути як некогерентними (впливають індивідуально на рух кожної частинки) так і когерентними (змушують рухатися весь пучок або згусток синфазно).

Типи колективних ефектів

Зазвичай під колективними ефектами мають на увазі:

Просторовий заряд — власне поле всіх частинок пучка, без урахування оточення. Цей ефект призводить до дефокусування частинок пучка, появи розкиду частот власних коливань.
Наведені поля (англ. wakefields) й імпеданси — електричні та магнітні поля, створювані зарядами і струмами зображення у провідних елементах вакуумної і прискорювальної системи, а також їх подання в частотному відображенні. Ефекти, пов'язані з наведеними полями, надзвичайно різноманітні і породжують багато типів нестійкостей: , , BBU (англ. beam break-up), тощо.

У ширшому сенсі до колективних ефектів відносять:

, накопичення йонів — накопичення заряджених частинок на магнітній доріжці циклічних прискорювачів, унаслідок вибивання зі стінок вакуумної камери під дією синхротронного випромінювання, або йонізації атомів залишкового газу.
— в колайдерах, взаємодія з електромагнітним полем зустрічного пучка.

Придушення колективних нестійкостей

Для боротьби з колективними нестійкостями використовують різні методи, залежно від конкретного типу. Це можуть бути пасивні методи, наприклад, спеціальні покриття вакуумної камери для зниження коефіцієнта вторинної емісії, або активні системи зворотного зв'язку.

Примітки

Review of Collective Effects [ 17 січня 2017 у Wayback Machine.], J.Holmes, S.Henderson, Y.Zhang, USPAS, 2009.

Література

Physics of Collective Beam Instabilities in High Energy Accelerators [ 24 вересня 2015 у Wayback Machine.], Alexander Wu Chao, 1993.

[1] Review of Collective Effects [ 17 січня 2017 у Wayback Machine.], J.Holmes, S.Henderson, Y.Zhang, USPAS, 2009.