Speaker
Описание
За последние двадцать лет изогнутые ориентированные кристаллы превратились в инженерный инструмент, позволяющий управлять пучками заряженных частиц гига- и тераэлектронвольтных энергий с высокой точностью и эффективностью [1, 2]. За счет сверхсильного электрического поля кристаллической решетки частицы захватываются в пространство между плоскостями и следуют вдоль них — плоскостное каналирование.
Разработка кристаллических дефлекторов для управления пучками заряженных частиц требует оптимизации параметров изогнутых монокристаллов (длины, радиуса изгиба, ориентации). Для решения этой задачи создан программный инструмент, написанный на C++ с использованием пакета ROOT, моделирующий траектории частиц при прохождении заряженных частиц через кристалл с учётом многократного кулоновского рассеяния на ядрах и электронах методом Монте-Карло [3], благодаря чему можно наблюдать такие ориентационные эффекты, как каналирование, квазиканалирование, объемное отражение, объемный захват.
В работе будет представлен анализ данных, экспериментальных и полученных при моделировании. Расчётная эффективность отклонения и длина деканалирования согласуются с измеренными значениями в пределах погрешностей. Инструмент применён для протонов с энергией 1 ГэВ (синхроциклотрон СЦ-1000 ПИЯФ [4, 5]), для положительных пионов с энергией 180 ГэВ (ЦЕРН [6]), а также для анализа различий торцевого и объёмного захвата частиц. В программе реализована возможность отслеживания каждой частицы и контроля вклада различных физических механизмов.
[1] V.M. Biryukov, Y.A. Chesnokov, V.I. Kotov, Crystal channeling and its application at high-energy accelerators, Springer Science & Business Media, 2013
[2] UA9 Collaboration, Feasibility of crystal-assisted collimation in the CERN accelerator complex, International Journal of Modern Physics A, 37 (13), 2022
[3] П.Ю. Иванова. Моделирование эксперимента по высокоэффективному отклонению протонов с энергией 1 ГэВ изогнутым кристаллом. СПбГУ: магистр. дисс., 2024
[4] Ю. М. Иванов и др., Объемное отражение протонов с энергией 1 ГэВ изогнутым кристаллом кремния, Письма в ЖЭТФ, 84 (7): 445-450, 2006
[5] Д. А. Амерканов и др. Эксперимент по высокоэффективному отклонению протонного пучка с энергией 1 ГэВ изогнутым кристаллом на синхроциклотроне ПИЯФ, Письма в ЖЭТФ, 118: 551-556, 2023
[6] W. Scandale et al., Dechanneling of high energy particles in a long bent crystal, Nuclear Inst. and Methods in Phys. R. B, 438: 38-41, 2019
