Совокупность взаимосвязанных колебаний фазы, энергии и радиуса орбиты заряженной частицы около их равновесных значений называется синхротронными колебаниями

Минимальное значение фазы, при которой частица вовлекается в процесс ускорения, равна -j_р. Любая частица с меньшей фазой будет получать приращение энергии, меньшее, чем равновесная, радиус ее орбиты будет уменьшаться, и частица оседает на стенках ускорителя.

Частицы, у которых начальная фаза больше равновесной -j_р, в каждом цикле ускорения получают меньшее приращение энергии, чем равновесная, а фаза у нее начнет уменьшаться, постепенно приближаясь к равновесной при последующем прохождении ускоряющего промежутка. Затем фаза станет меньше равновесной, но при этом частица приобретет энергию, большую, чем равновесная частица, и фаза снова начнет возрастать. В итоге неравновесная частица приближается по свойствам к равновесной. В этом и заключается принцип автофазировки.

Рис.19. Механизм автофазировки

Можно показать, что длительное время ускоряться смогут только те частицы, у которых фаза меньше j₂ (см. рис.19). Значение j₂ определяется уравнением:

sinj₂+ sinj_p – (j₂+j_р)cosj_p=0.

Таким образом, в процесс ускорения вовлекаются все частицы, у которых начальная фаза лежит в интервале – j_р < j <+ j₂.

При этом увеличение энергии равновесной частицы происходит по линейному закону, а приращение энергии неравновесной частицы колеблется относительно значений равновесной энергии.

В процессе ускорения амплитуда этих колебаний постепенно затухает, и на выходе пучок характеризуется высокой однородностью свойств.

Дата добавления: 2014-01-04