Новости науки 28.03.01. Одновременное ускорение различных ионов в линейном ускорителе

В физике элементарных частиц ускоритель обычно рассчитан на разгон частиц только одного сорта. Фазы ускоряющего поля резонаторов, расположенных вдоль траектории движения, скоординированы так, чтобы эффективно ускорять частицы лишь с определенных отношением заряда к массе. В ядерной физике, однако, требуется иногда разгонять частично ионизованные атомы одного элемента с разным числом оставшихся электронов. Благодаря методике, разработанной в [P.N.Ostroumov et al, Phys.Rev.Lett. 86, 2798 (2001)], эта задача уже не представляет серьезной трудности.

В этой работе сообщено об успешном ускорении многозарядных ионов урана-238 на линейном ускорителе ATLAS (Аргоннская Национальная Лаборатория, Иллиноис, США). Несмотря на различное отношение заряда к массе (заряд ионов варьировался от +35 до +44), все ионы были успешно разогнаны до энергии 700 МэВ, причем разброс по энергиям различных ионов не превосходил 1.3%. Это значение сравнимо с типичным разбросом по энергии ионов одного заряда -- 0.4%. Такой результат был достигнут благодаря индивидуальной подстройке фазы ускоряющего поля в каждом из сверхпроводящих резонаторов.

В настоящем виде работа является пока лишь демонстрацией принципиальной возможности одновременного ускорения разных ионов. Однако не исключено, что вскоре эта методика может оказаться очень важным элементом для будущего Ускорительного Комплекса Редких Изотопов (Rare Isotope Accelerator Facility), где ионы будут ускоряться до энергий порядка 400 МэВ на нуклон. Когда имеешь дело с редкими изотопами, "браковать" ионы с "неправильным" отношением заряда к массе -- непозволительная роскошь. Предложенная методика помогает избежать этого и способна увеличить выход разогнанных ионов редких изотопов по крайней мере на порядок.

перейти к началу страницы