Заключение

Современная физика высоких энергий находится на новом этапе своего развития, связанном с созданием ускорителей и коллайдеров с энергией частиц, лежащей в области нескольких тераэлектронвольт. Продвижение в область все больших энергий связано с возрастающими трудностями получения интенсивных пучков c малыми поперечными размерами. Исследование процессов, протекающих при ускорении частиц и развитии неустойчивостей динамики пучка, является важнейшей задачей ускорительной физики и техники. Особенно актуальным является развитие методов борьбы с полями волн высших типов, генерируемых пучком в ускорительном канале и приводящих к потере энергии частиц и разрушению сгустков. Изложенный материал знакомит с достижениями ускорительных центров мира в решении этой задачи. Резюмируя сказанное, кратко перечислим достижения последних лет, сделавшие возможным проектирование и решение многих проблем разработки коллайдеров следующего поколения:

• Создание пакетов прикладных программ, обеспечивающих трехмерный электродинамический расчет периодических и непериодических устройств сложной конфигурации. Разработка алгоритмов и аппаратных средств, позволяющих получить результаты с точностью, необходимой для определения оптимальной конфигурации и геометрических размеров этих устройств.

• Развитие приборного парка, позволяющего проводить измерения характеристик ускоряющих секций и других элементов ВЧ систем в широкой полосе частот – от единиц до сотен гигагерц.

• Развитие технологий создания СВЧ устройств, устойчиво и надежно функционирующих в сверхпроводящем режиме при высоком уровне мощности.

• Создание методов изготовления и настройки ускоряющих структур, работающих в диапазоне частот несколько десятков гигагерц. Решение проблем реализации микронных допусков при массовом изготовлении секций и юстировке секций в ускорительном канале.

• Создание генераторов, работающих в диапазоне десятков гигагерц и обладающих мощностью в десятки мегаватт.

• Исследование вопросов повышения электрической прочности ускоряющих секций при сверхвысоких градиентах ускоряющего поля и обеспечения надежной работы в режиме долговременной эксплуатации.

• Создание и испытания полномасштабных макетов ускоряющих секций, работающих при нормальной температуре и в сверхпроводящем режиме и обеспечивающих ускорение интенсивных пучков с рекордными значениями градиента ускоряющего поля.

Краткий словарь англоязычных терминов

Choke – mode accelerating structure ускоряющая структура с дроссельным поглотителем высших типов волн

Collider – коллайдер, столкновитель

Coupler – устройство связи ускоряющей секции с внешними устройствами

Damped structure – структура с рассеянием (поглощением) полей высших типов

Detuned structure – структура с расстройкой ячеек на частотах полей высших типов

Dipole mode – дипольная мода, дипольный тип волны

FM (Fundamental Mode) coupler – устройство ввода мощности в секцию, трансформатор типа волны

HOM (High Order Mode) – волна высшего типа (ВВТ), высшая мода

HOM coupler – устройство вывода высших типов волн

Kick factor – коэффициент потерь энергии на высшей моде, коэффициент потерь энергии при поперечном смещении пучка

Long range wake field – наведенное поле с дальнодействием

Loss factor – коэффициент потерь энергии

Longitudinal loss factor – коэффициент потерь энергии на основной моде, коэффициент потерь энергии в продольном поле на оси структуры

Manifold – коллекторный волновод

Monopole mode – монопольная мода, аксиально-симметричная мода

Short range wake field – наведенное поле ближнего действия

Source charge – заряд-источник, возбуждающий в ускоряющей структуре электромагнитное поле

Tapered structure – структура с плавно изменяющимися размерами

Trapped mode– запертый тип волны

Wake field, wake – наведенное поле

Wake function – функция, характеризующая наведенное поле

Wake potential – наведенный потенциал

Witness charge – тестовый (информационный) заряд, находящийся под действием электромагнитного поля, возбужденного зарядом-источником, прошедшим перед ним