ЛИНЕЙНЫЕ УСКОРИТЕЛИ.Ускорители Альвареца.

обратное направление (см. рис. 11).Частица будет ускоряться лишь в том случае, если направление поля в этой пучности за время полета частицы изменится на противоположное. Значит, частица должна проходить путь, равный к/2, за время, равное Т/2. Скорость частицы v при этом должна быть равна

clip_image016

Итак, наш резонатор пригоден только для ускорения час­тиц, движущихся со скоростью света. (На самом деле по­ложение оказывается еще хуже, так как фазовая скорость электромагнитных волн в трубах превышает скорость све­та.) Но, как всем хорошо известно, частицы с конечной массой такую скорость ни при какой энергии приобрести не могут. Выходит, что резонаторы для ускорения частиц не пригодны. К счастью, этот вывод является слишком поспешным.

Прежде всего заметим, что вовсе не обязательно, что­бы частица подходила к очередной пучности электриче­ского поля точно в той же фазе электромагнитных коле­баний, в которой она покинула предыдущую пучность. Это было бы необходимо, если бы резонатор имел беско­нечную или, по крайней мере, очень большую длину. В этом случае раз начавшееся отставание постепенно на­растало бы, пока частица, вместо ускоряющего, не стала бы приходить в замедляющее поле. В коротких резона­торах фаза волны, достигаемая в момент прихода части­цы, тоже постепенно меняется, но может не успевать дорасти до опасных значений. Наши резонаторы годятся, таким образом, для кратковременного ускорения частиц, скорости которых близки к скорости света, хотя и не рав­ны ей. Как мы видели, скорость электронов уже при не­больших энергиях — несколько мегаэлектронвольт — очень близка к скорости света. Для ускорения электронов паши резонаторы вовсе не так уже плохи и могут с успехом применяться.

Хуже обстоит дело с тяжелыми частицами, например, с протонами. При энергиях порядка нескольких мега­электронвольт их скорость еще очень сильно отличается от скорости света. Но и тут имеется выход — он был ука­зан американским физиком Луисом Альварецем: как и в ускорителях Видерое, надо время от времени «прятать» частицу от поля. Естественно это делать с помощью уже знакомых нам пролетных трубок, изготовляемых из хо­рошо проводящего металла, попросту говоря,— из меди. Помещаемые внутрь резонатора пролетные трубки ни к каким источникам высокого напряжения присоединять не надо — они сами заряжаются колеблющимся электро­магнитным полем. При ускорении частицы то прячутся внутрь пролетных трубок, то попадают в промежутки между ними и там ускоряются.

Электромагнитные волны в резонаторе, нагруженном пролетными трубками, не имеют такой

Страница 5 of 6« First...56