Приглашаем посетить сайт

Физический энциклопедический словарь
АВТОФАЗИРОВКА

АВТОФАЗИРОВКА

АВТОФАЗИРОВКА (фазовая устойчивость), явление устойчивости движения заряж. ч-ц относительно фазы ускоряющего их электрич. поля в резонансных ускорителях (открыто в 1944-45 независимо друг от друга В. И. Векслером и амер. физиком Э. Макмилланом); лежит в основе действия большинства совр. резонансных ускорителей заряж. ч-ц. А. обусловлена зависимостью от энергии ч-ц промежутка времени Т между двумя следующими друг за другом ускорениями. Рассмотрим случай, когда Т растёт с увеличением энергии ? ч-цы (дТ/д?>0). Пусть фаза поля в ускоряющем зазоре («равновесная фаза»), попадая в к-рую ч-ца будет точно двигаться в резонанс с ускоряющим полем (рис., а). Если ч-ца попадёт в фазу j2>j0>0, то она приобретёт энергию eV0cosj2

(е - электрич. заряд ч-цы, V0- амплитуда ускоряющего напряжения) меньше равновесной, Т уменьшится, она придёт раньше к ускоряющему промежутку, т. е. фаза её прихода приблизится к равновесной фазе j0. Наоборот, отставшая ч-ца (j2 колебания около j0. Благодаря такому механизму устойчивости все ч-цы, находящиеся в области захвата, будут, колеблясь около этой точки, набирать в ср. такую же энергию, что и «равновесная ч-ца», попавшая в фазу j0, т. е. будут ускоряться. Аналогично можно убедиться, что вторая равновесная фаза -j0 (рис., б), также обеспечивающая требуемый резонансный прирост энергии, явл. неустойчивой - малые отклонения от неё приводят к дальнейшему уходу ч-ц от этой фазы. Если, наоборот, период Т уменьшается с увеличением энергии, то устойчивой оказывается левая фаза -j0, а правая фаза +j0- неустойчивой.

В циклич. резонансных ускорителях между частотой ускоряющего поля wу, ср. значением магн. индукции и полной релятив. энергией ? ч-цы должно при резонансе соблюдаться соотношение:

где q - целое число (кратность частоты), показывающее во сколько раз wy больше частоты обращения ч-цы w. Механизм А. приводит к тому, что при достаточно медленном изменении во времени wy и <В> энергия ч-ц, находящихся внутри области захвата, автоматически принимает значение, близкое к резонансному, т. е. все эти ч-цы ускоряются.

Аналогично действует механизм А. и в линейных резонансных ускорителях, в к-рых всегда j0<0. А. отсутствует в тех случаях, когда Т не зависит от ?. В циклич. резонансных ускорителях это имеет место в изохронном циклотроне, а в линейных резонансных ускорителях - при релятив. скоростях, когда скорость ч-ц перестаёт практически зависеть от энергии. (см. УСКОРИТЕЛИ).