АВТОФАЗИРОВКА

        явление, обеспечивающее ускорение электронов, протонов, альфа-частиц, многозарядных ионов до высоких энергий (от нескольких Мэв до сотен Гэв) в большинстве ускорителей заряженных частиц (См. Ускорители заряженных частиц); открыто советским физиком В. И. Векслером в 1944 и независимо от него американским физиком Э. Макмилланом в 1945. Принципиальную роль это явление сыграло в повышении предела достижимых энергий в циклических ускорителях.
         В циклических ускорителях частицы совершают движение по орбитам в специальной вакуумной камере, помещенной в магнитное поле, и многократно проходят через ускоряющие электроды. Ускорение частиц происходит под действием высокочастотного электрического поля, приложенного к ускоряющим электродам. Для непрерывного ускорения частиц необходимо, чтобы в моменты ускорения направления движения частицы и электрического поля совпадали; для этого нужно обеспечить синхронизм (резонанс) между движением частиц и изменением электрического поля. Если амплитуда разности потенциалов между электродами равна V0, то приобретаемая частицей с зарядом е энергия ΔЕ при каждом прохождении через ускоряющий промежуток равна ΔЕ = eV0cosφ, где (φ — фаза электрического поля в момент прохождения частицы, отсчитываемая от его максимального значения. Фазу поля φ, при которой частица пролетает через ускоряющий промежуток, называют для краткости фазой частицы.
         Чтобы частица двигалась синхронно с изменением ускоряющего поля, её частота обращения ω должна быть равна или кратна частоте ω0 электрического поля: ω0= qω, где q — целое число (кратность резонанса). Тогда частица будет проходить ускоряющие электроды при одном и том же значении фазы φ и при каждом прохождении получать от поля одну и ту же энергию. Поэтому она будет всё время ускоряться.
         Такая ситуация выполняется в Циклотроне единственном резонансном ускорителе, который существовал до открытия принципа А.В циклотроне частицы движутся в постоянном магнитном поле Н с постоянной частотой обращения ω = eH/mc (где m — масса частицы, с — скорость света). Поэтому при частоте ускоряющего электрического поля ω0 = ω для всех частиц наблюдается точный резонанс с полем.
         Однако при достижении достаточно большой энергии массу m уже нельзя считать постоянной: начинает сказываться эффект увеличения массы частицы с ростом энергии (см. Относительности теория). Возрастание массы приводит к уменьшению частоты обращения ω и к нарушению резонанса между движением частицы и ускоряющим полем. Частицы перестают получать энергию от электрического поля и выпадают из режима ускорения. Поэтому в обычном циклотроне существует предельная энергия, выше которой ускорение невозможно. Для протонов этот предел энергии составляет примерно 20 Мэв.
         Для сохранения резонанса можно, например, медленно снижать частоту ω0 ускоряющего поля в соответствии с уменьшением ω или медленно изменять напряжённость магнитного поля Н, чтобы компенсировать уменьшение частоты ω (или вместе и то и другое).
         Но в ускорителе одновременно ускоряются сотни и тысячи миллиардов частиц, имеющих разброс по энергиям, а значит, и по массам. Следовательно, частицы будут иметь различные частоты обращения ω. Поэтому невозможно осуществить точный резонанс с ускоряющим полем для движения всего множества ускоряемых частиц. До открытия принципа А. эта трудность казалась непреодолимой.
         Векслер и Макмиллан показали, что именно благодаря зависимости частоты обращения частиц от их энергии (массы), приводящей к нарушению точного синхронизма движения частиц с ускоряющим полем, само поле будет автоматически осуществлять для большого количества частиц подстройку синхронизма в среднем. Иными словами, в случае, когда ω зависит от энергии, ускоряющее поле частоты ω0 (которая может и медленно меняться) заставляет частицы двигаться по орбитам с частотами, в среднем равными (или кратными) частоте ω0, т. е. реализует резонанс в среднем; при этом фазы частиц колеблются и концентрируются около одной фазы φ0 (см. ниже), которая называется синхронной, или равновесной. Это явление и называется А.
         Т. о., А. приводит к тому, что частицы в среднем обращаются синхронно с изменением ускоряющего поля: ωср = ω0.
         Рассмотрим, как осуществляется А. в циклическом ускорителе с однородным и постоянным во времени магнитным полем и при q = 1. Частота обращения частиц в таком ускорителе обратно пропорциональна их массе, а следовательно, их полной энергии (равной сумме энергии покоя и кинетической энергии). Синхронная частица (воображаемая частица, которая движется в точном резонансе с ускоряющим полем) будет ускоряться при одной и той же фазе φ0 и каждый раз получать энергию eV0 cos φ0. Для того чтобы движение частиц по орбитам было устойчивым, т. е. чтобы частицы с фазами φ≠φ0 не выпадали из режима ускорения, синхронная фаза φ0 должна быть положительной — находиться на спаде ускоряющего напряжения (рис. 1). Действительно, частица с меньшей энергией, для которой частота обращения ω > ω0 и которая в некоторый момент движется вместе с синхронной, в дальнейшем будет опережать синхронную, попадать в ускоряющий промежуток раньше и ускоряться при меньшей фазе φ10. Следовательно, она получит большую энергию: eV0 cos φ1 > eV0 cos φ0, и её частота начнёт уменьшаться, так что в какой-то момент наступит точный резонанс, ω = ω0. Но этот резонанс является только мгновенным — ведь частица по-прежнему будет получать от поля большую энергию и её частота ω будет некоторое время продолжать уменьшаться и станет меньше синхронной, ω < ω0. Тогда частица начнёт отставать от синхронной, будет получать меньшую энергию от ускоряющего поля, чем синхронная частица, и её частота станет вновь расти.
         Аналогичный процесс происходит и с частицей, отставшей от синхронной и попадающей в ускоряющий промежуток несколько позже, при фазе φ20. Такая частица будет получать от поля меньшую энергию, её частота начнёт расти, и частица будет догонять синхронную.
         Т. о., частоты обращения частиц совершают медленные по сравнению с частотой обращения колебания около значения ω0. Соответственно колеблются фазы частиц около значения φ0, а средняя их фаза является устойчивой: φср = φ0 (отсюда название — фазовая устойчивость, или А.). Поэтому в среднем будет автоматически поддерживаться синхронизм между движением частиц и ускоряющим полем. Одновременно совершают колебания и другие характеристики движения частиц (энергия, радиус орбиты) около их равновесных значений, отвечающих синхронной частице. Эти колебания фазы и связанные с ними колебания радиуса орбиты частиц называются радиально-фазовыми.
         А. действует и в линейных резонансных ускорителях протонов, в которых (в отличие от циклических ускорителей) частота прохождения частицей последовательных ускоряющих промежутков (расположенных по прямой линии) прямо пропорциональна скорости её движения, т. е. увеличивается с ростом энергии. Однако устойчивая синхронная фаза в линейных ускорителях отрицательна — лежит на подъёме ускоряющего электрического напряжения (рис. 2). Тогда при пролёте частицей ускоряющего промежутка поле возрастает, так что отстающая частица (с фазой φ20) получает большую энергию и начинает догонять синхронную частицу, а опережающая (с фазой φ10) — меньшую энергию и также начинает приближаться к синхронной.
         Принцип А. оказал революционизирующее влияние на развитие ускорительной техники. Появилось семейство разнообразных ускорителей, работающих на основе А.: циклические ускорители электронов (Синхротроны) на энергии до 7 Гэв и протонов (Синхрофазотроны, Фазотроны и др.) до энергии 75 Гэв, циклические ускорители с переменной кратностью q (Микротроны), линейные резонансные ускорители протонов на энергии до 70 Мэв. А. отсутствует, когда частота обращения частиц не зависит от их энергии (изохронные циклотроны), а в линейных ускорителях — когда скорость движения частиц приближается к скорости света и практически перестаёт зависеть от энергии (линейные ускорители электронов на энергии выше 10 Мэв).
         Об А. в ускорителях со знакопеременной (сильной) фокусировкой см. Ускорители заряженных частиц.
        
         Лит. см. при статье Ускорители заряженных частиц.
         М. С. Рабинович.
        АВТОФАЗИРОВКА фото №1
        Рис. 1. Синхронная фаза φ0 > 0.
        АВТОФАЗИРОВКА фото №2
        Рис. 2. Синхронная фаза φ0< 0.


Смотреть больше слов в «Большой Советской энциклопедии»

АВТОФЕРТИЛЬНОСТЬ →← АВТОТРОФНЫЕ ОРГАНИЗМЫ

Смотреть что такое АВТОФАЗИРОВКА в других словарях:

АВТОФАЗИРОВКА

(фазовая устойчивость), явление устойчивости движения заряж. ч-ц относительно фазы ускоряющего их электрич. поля в резонансных ускорителях (отк... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА

Трио Трико Трафик Трак Травка Трава Торф Торока Торок Тори Тор Тоо Токио Ток Тоз Товарка Товар Тиф Тировка Тир Тикара Тик Тиара Тафа Таро Тариф Тараф Тара Таир Тазкир Тазик Таз Тавро Тавр Роток Ротик Рота Рот Рокот Рок Роза Ровик Ров Рифт Риф Рита Рио Рико Рик Риза Риа Рвота Рафик Раф Рао Ракита Рак Разок Разовик Разик Раз Рават Офорт Офит Отрок Отрава Оторв Отказ Отвозка Отвоз Отво Отварка Отвар Отар Отава Орфик Орт Орок Орка Орк Орза Орава Октав Окот Окова Око Окат Ока Овир Оао Ктор Крот Кроваво Кров Крит Крио Криз Крафт Крат Кофта Кофр Котов Кот Корф Корт Корова Кора Коир Коза Ковар Кова Коат Кифоз Кифара Кито Кит Киров Кирза Кира Киото Киот Кивот Кзот Квт Квота Квит Квиз Кварта Квази Квазар Ква Кафр Кафир Каф Катио Катар Кат Карта Кариот Карат Карав Кара Каир Казиат Кава Итр Итак Ирка Ирак Иов Икт Икра Икота Икар Изот Изворот Зрак Зот Зорко Зоофит Зов Затравка Затор Заток Затирка Затворка Затвор Зарок Зао Закат Зак Заир Заика Завтрак Завтра Завр Заворот Завиток Завивка Заварка Зав Втора Втавр Врио Врата Враки Враз Вотировка Ворот Воровка Вор Вокатив Возка Возврат Воз Вовка Вова Виток Вита Вит Вира Викторов Виктор Викар Вика Виза Виво Взор Взвар Ввозка Ввоз Ватка Вата Варка Варикоз Вар Вакат Вак Ваза Афт Африка Афатик Афар Атака Арфа Арт Аркоз Арка Арк Ариозо Арафат Арат Арак Аравак Аорта Аоот Аозт Актив Акт Акр Аки Акво Акароз Аир Азот Азов Азиатка Азиат Триоз Азат Азарт Азаров Автофазировка Автор Автокар Трок Автозак Трофика Фавор Автоваз Фаворит Авто Фаворитка Фаза Фактор Авт Фара Авок Авив Авиатор Авиа Фиат Физа Авва Аватар Аварка Авар Фиакр Фат Фарт Авизо Авизовка Факт Факир Фазировка Автарка... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА

1) Орфографическая запись слова: автофазировка2) Ударение в слове: автофазир`овка3) Деление слова на слоги (перенос слова): автофазировка4) Фонетическа... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА

автофазиро́вка (см. авто... + фаза) явление автоматической подстройки частоты обращения частицы в ускорителе к частоте ускоряющего электрического поля... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА

приставка - АВТО; корень - ФАЗ; суффикс - ИР; суффикс - ОВ; суффикс - К; окончание - А; Основа слова: АВТОФАЗИРОВКВычисленный способ образования слова:... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА

фазовая устойчивость, - явление, состоящее в том, что в среднем для большой группы ускоряемых частиц высокой энергии (из-за зависимости массы частиц от... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА

(фазовая устойчивость), заключается в том, что в среднем для большой группы ускоряемых частиц высокой энергии автоматически поддерживается синхронизм (... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА

Ударение в слове: автофазир`овкаУдарение падает на букву: оБезударные гласные в слове: автофазир`овка

АВТОФАЗИРОВКА

АВТОФАЗИРОВКА (фазовая устойчивость), заключается в том, что в среднем для большой группы ускоряемых частиц высокой энергии (из-за зависимости промежутка времени между последующими ускорениями от полной энергии частицы) автоматически поддерживается синхронизм (резонанс) между движением частиц и ускоряющим электрическим полем.<br><br><br>... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА

АВТОФАЗИРОВКА (фазовая устойчивость), заключается в том, что в среднем для большой группы ускоряемых частиц высокой энергии (из-за зависимости промежутка времени между последующими ускорениями от полной энергии частицы) автоматически поддерживается синхронизм (резонанс) между движением частиц и ускоряющим электрическим полем.<br><br><br>... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА

АВТОФАЗИРОВКА (фазовая устойчивость) - заключается в том, что в среднем для большой группы ускоряемых частиц высокой энергии (из-за зависимости промежутка времени между последующими ускорениями от полной энергии частицы) автоматически поддерживается синхронизм (резонанс) между движением частиц и ускоряющим электрическим полем.<br>... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА

автофазиро́вка ж. 1. (automatic) phasing 2. (в ускорителях) phase stability* * *phase stabilityСинонимы: фазировка, фазовая устойчивость

АВТОФАЗИРОВКА

автофазировка [см. авто... + фаза] - явление автоматической подстройки частоты обращения частицы в ускорителе к частоте ускоряющего электрического поля, обеспечивающее ускорение электронов, протонов и других заряженных частиц до высоких энергии в большинстве ускорителей (синхротронах, синхрофазотронах и др.). <br><br><br>... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА

- (фазовая устойчивость) - заключается в том, что в среднемдля большой группы ускоряемых частиц высокой энергии (из-за зависимостипромежутка времени между последующими ускорениями от полной энергиичастицы) автоматически поддерживается синхронизм (резонанс) междудвижением частиц и ускоряющим электрическим полем.... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА

ж.(в ускорителях заряженных частиц) phase stability; (в лазерах) phase self-locking- бетатронная автофазировка

АВТОФАЗИРОВКА

автофазировка фазовая устойчивость Словарь русских синонимов. автофазировка сущ., кол-во синонимов: 2 • фазировка (2) • фазовая устойчивость (1) Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин.2013. . Синонимы: фазировка, фазовая устойчивость... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА

а́втофазиро́вкаСинонимы: фазировка, фазовая устойчивость

АВТОФАЗИРОВКА

〔名词〕 自动定相自动稳相相位稳定度相位自稳相位自动稳定Синонимы: фазировка, фазовая устойчивость

АВТОФАЗИРОВКА

ж. messa f in fase automatica

АВТОФАЗИРОВКА

1) self-phasing2) synchronous accelerationСинонимы: фазировка, фазовая устойчивость

АВТОФАЗИРОВКА

автофазир'овка, -иСинонимы: фазировка, фазовая устойчивость

АВТОФАЗИРОВКА

автофазировкаСинонимы: фазировка, фазовая устойчивость

АВТОФАЗИРОВКА

Начальная форма - Автофазировка, единственное число, женский род, именительный падеж, неодушевленное

АВТОФАЗИРОВКА

• automatická fázová synchronizace• automatické řízení fáze

АВТОФАЗИРОВКА

estabilidad de fase (en los aceleradores de partículas cargadas)

АВТОФАЗИРОВКА

automatische Phaseneinstellung

АВТОФАЗИРОВКА

автофазировка фазовая устойчивость

АВТОФАЗИРОВКА

автофазировка автофазир`овка, -и

АВТОФАЗИРОВКА

эл.р. эн. ф.аст. маш. автофазалау

АВТОФАЗИРОВКА

автофазалау

АВТОФАЗИРОВКА

автофазалау

АВТОФАЗИРОВКА

автофазалау

АВТОФАЗИРОВКА (ФАЗОВАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ)

АВТОФАЗИРОВКА (фазовая устойчивость), заключается в том, что в среднем для большой группы ускоряемых частиц высокой энергии (из-за зависимости промежутка времени между последующими ускорениями от полной энергии частицы) автоматически поддерживается синхронизм (резонанс) между движением частиц и ускоряющим электрическим полем.... смотреть

АВТОФАЗИРОВКА (ФАЗОВАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ)

АВТОФАЗИРОВКА (фазовая устойчивость) , заключается в том, что в среднем для большой группы ускоряемых частиц высокой энергии (из-за зависимости промежутка времени между последующими ускорениями от полной энергии частицы) автоматически поддерживается синхронизм (резонанс) между движением частиц и ускоряющим электрическим полем.... смотреть

T: 9