МИФИ — Оксфорд: New trends in radiation physics

18 июня на кафедре физики конденсированных сред, состоялся международный семинар “New trends in radiation physics” с участием профессора И.В. Коноплева (Оксфордский университет, Великобритания) и сотрудников лаборатории «Излучение заряженных частиц» ИНТЭЛ НИЯУ МИФИ. Также в семинаре приняли участие сотрудники кафедры электрофизических установок Института ЛаПлаз.

Семинар был посвящен новым тенденциям в физике излучения заряженных частиц. Эта область исследований имеет важные прикладные аспекты: генерация мощного импульсного терагерцового излучения на основе компактных ускорителей и диагностика заряженных частиц и их пучков на коллайдерах, синхротронах, лазерах-на-свободных-электронах и других ускорителях заряженных частиц до релятивистских и ультрарелятивистских энергий.

Исследования в данной области ведутся во многих зарубежных центрах, в том числе в Оксфордском университете. В НИЯУ МИФИ эта тематика традиционна, начиная еще с фундаментальных исследований И.Е. Тамма, его школы на кафедре теоретической ядерной физики МИФИ, к продолжателям которой относились профессора В.М. Галицкий, М.И. Рязанов, Н.П. Калашников и другие известные физики. Сегодня эти исследования, как фундаментальные, так и прикладные, продолжаются, в том числе в лаборатории № 423 «Излучение заряженных частиц» (ИНТЭЛ).

На прошедшем семинаре обсудили ряд интересных тематик. Профессор И.В. Коноплев представил обзорный доклад по эффекту Смита-Парселла в излучении электронных пучков, обобщающий многолетние исследования в этой области научных групп из Оксфордского университета и Университета Стратклайда (Шотландия). Именно этот эффект позволяет обеспечить невозмущаемость свойств электронных пучков в процессе их диагностики. В докладе не только был подведен итог многолетних экспериментальных исследований, выполненных главным образом в американском исследовательском центре SLAC (Стэнфордский ускорительный центр, ультрарелятивистские электронные пучки) и на небольшом ускорителе в Стратклайде, но и отмечены новые, нерешенные проблемы, стоящие на пути конкретных приложений. Специалисты из НИЯУ МИФИ и Оксфорда уже начали совместные исследования в этом направлении.

Другим интересным направлением стал проект разработки так называемого ERL (energy recovery linac) – линейного ускорителя-рекуператора, в котором энергия «отработавших» релятивистских электронных пучков не пропадает, а используется в процессе ускорения следующих электронных пучков. Такие ускорители идеологически – будущее ускорительной физики, однако их внедрение также встречает ряд технических сложностей, поэтому необходимы дальнейшие исследования, которые и ведутся в Оксфордском университете. Специалисты кафедры электрофизических установок НИЯУ МИФИ (Ярослав Шашков) приняли участие в данных исследованиях, рассчитав оптимальную форму резонатора, необходимого для работы такого ускорителя-рекуператора. Исследования СВЧ-резонаторов – специализация хорошо известной в мире научной группы Н.П. Собенина, членами которой являются М.В. Лалаян, М.А. Гусарова, Я.В. Шашков и другие сотрудники кафедры №14.

Сотрудники кафедры лаборатории «Излучение заряженных частиц» (ИНТЭЛ, кафедра №67), рассказали о двух новых идеях в области физики излучения заряженных частиц.

Первый доклад сделала Дарья Сергеева, которая рассказала о дифракционном излучении электронного пучка от системы взаимодействующих излучателей. Взаимодействие излучающих центров (микро- или наночастиц) ведет к возникновению резонансов в излучении, то есть возникновению узких и резких линий интенсивного излучения. Решение данной фундаментальной задачи открывает новые возможности в практических приложениях по разработке интенсивных источников электромагнитных волн в терагерцовом диапазоне частот.

Второй доклад сделала Анастасия Фещенко, рассказав об экзотическом источнике излучения на основе релятивистских электронов и фемтосекундного лазера, сочетающем черты эффекта Смита-Парселла и комптоновского лазера. Построенная теория, помимо характерной черты фундаментальных исследований — новый физический эффект, перспективна для традиционных приложений данной области физики.

Подводя итоги семинара, можно сказать, что совместные исследования групп Оксфордского университета и НИЯУ МИФИ должны только крепнуть, поскольку научное сотрудничество – это интересно и перспективно, а НИЯУ МИФИ и Оксфорд имеют в области физики излучения заряженных частиц большой опыт исследований и много новых и перспективных наработок.