Document
advertisement
3 HIZLANDIRICILARIN FİZİĞİ 3.1 GİRİŞ Parçacık hızlandırıcıları iyi bilinen doğa yasalarına göre çalışırlar. Bunlar elektro magnetizma yasaları çerçevesinde e.m. alanlarda yüklü parçacıkların hareketini yöneten elektrodinamik yasalardır. Hızlandırıcıların araştırılması ve gelişimi bilimin aktif bir alanıdır fakat; bu alan yeni yasaları araştırmaktan ziyade bilinen yasalardan yararlanır. Hızlandırıcılar aynı zamanda yeni yasaların araştırılmasında kullanılan araçlardır. Bir elektrik alanda hareket eden yüklü bir parçacığa alan doğrultusunda bir kuvvet etki eder (yük negatifse zıt yönde) ve Şekil 3.1.’ de gösterildiği gibi hızlandırılırlar. Böylece hızı ve kinetik enerjisi artacaktır. Kuvvet ‘F=q.E’ ile verilir, burada “q” parçacığın yükü “E” elektrik alanıdır. “q” coulomb ve “E” volt/metre olarak ölçülmüşse “F” Newton cinsinden verilir. Şekil 3.1. a) Elektrik ve b) Magnetik Kuvvetler Bu parçacık hızlandırıcısının temel işletim mekanizmasıdır. Elektrik alan ya zaman içinde sabittir ki bu durumda parçacıklar sürekli hızlandırılır ve dışarıya kararlı demet olarak çıkarlar ya da zaman içinde değişkendir ki bu durumda parçacıklar alanın uygun doğrultuda olduğu anlarda hızlanırlar ve demet paketçikli yapıda oluşur. Durgun magnetik alandaki yüklü bir parçacık üzerine iki vektör tarafından oluşturulan düzleme dik doğrultuda bir kuvvet etkir. Bu vektörler Şekil 3.2’de gösterildiği gibi magnetik alan vektörü ve parçacığın hız vektörüdür. Magnetik alanla aynı doğrultuda hareket eden bir parçacık herhangi bir magnetik kuvvet meydana getirmez. Çünkü durgun magnetik alandaki parçacığın üzerindeki kuvvet hızına diktir, parçacık üzerinde hiçbir iş yapılmaz ve enerjisinde bir değişim olmaz. Dairesel hızlandırıcıdaki enerji artışı magnetik alandan değil hızlandırıcı sisteminden ileri gelir. “” hızıyla “B” magnetik alanına dik olarak hareket eden bir parçacık üzerine etkiyen kuvvet: F=qB (3.1) B Tesla (1 Tesla:104 Gauss) ve metre/saniye olarak ölçülürse kuvvet Newton cinsinden çıkar. Magnetik alan parçacığı yarıçaplı bir daire üzerinde büken merkezcil kuvvet sağlarsa o zaman, m2/=qB (3.2) olarak verilir ve p momentumu ile yarıçap ve alanın çarpımı arasında bir bağıntı ortaya çıkar. P=m=qB (3.3) Böylece hızlandırma sırasında parçacığın momentumu artarsa siklotronda olduğu gibi eğrinin çarıçapı veya sinkrotronda olduğu gibi magnetik alanda artmalıdır. Bu P=qB bağıntısı dairesel hızlandırıcılar için oldukça temeldir. Özel rölativitenin etkilerini kapsayan yavaş ve hızlı parçacıklar için geçerlidir. Pratik hesaplamalar için B Tesla, metre ve P Mev/c (burada “c” ışık hızı) olarak verilmişse; P=300B (3.4) Magnetik alanların zamanla değişimi parçacıkların enerjilerini artırmalarında kullanılmaktadır. Lineer indüksiyon hızlandırıcıları ve betatronda parçacıkların enerjilerini artıran bir elektrik alanın indüklenmesinde zamanla değişen bir magnetik alan kullanırlar. Dairesel hızlandırıcılarda hızlandırma sırasında parçacıkların yörüngeleri çok uzundur, bazen birkaç bin kilometreyi bulur. İdeal yörüngeye gelince bir açı ile fırlatılan (pompalanan) parçacık bu uzun mesafe boyunca her defasında daha fazla yoldan sapacaktır ve parçacıkları ideal yörüngelerine doğru geri odaklayacak bazı araçlar sağlanmadıkça magnetik alanın sınırı terk edecek ve kaybolacaktır. Bu odaklama magnetik alanın dikkatlice düzenlenmiş uzaysal gradyenlerinin varlığı ile başarılır. Odaklama hızlandırıcı dizaynının en önemli ögelerinden birisidir. Biz burada bir parçacık hızlandırıcısı ile bir nükleer reaktör arasındaki farkı vurguladık. Bir hızlandırıcıda parçacıklar odaklanır ve aynı enerji ile doğrultuda hareket eden bir demet oluşturulur. Bir reaktörde ise parçacıklar ısıtılır ve gelişi güzel doğrultularda sıcak bir gazın geniş enerji dağılımı ile hareket ederler. Bunlara ek olarak reaktör parçacıkları nükleer kuvvetlerle, hızlandırıcı ise elektro magnetik kuvvetlerle hızlandırılır. Bu elektro magnetik kuvvetler hızlandırıcıya salınan elektrik gücü kesildiğinde biter. Böylece hızlandırıcı kapatıldığında arta kalan küçük etkiler dışında hızlandırıcıdan gelen ışıma durur. 3.2 HIZLANDIRICILARDA PARÇACIK HAREKETİ Bir hızlandırıcıdaki parçacıkların hareketinin dinamiğinin incelenmesi hızlandırıcı biliminin en önemli parçalarındandır. Parçacık dinamiğinin önemi, kısmi olarak bir çok değişik türdeki hızlandırıcıda parçacıkların hızlandırma veya depolama yönünde çok büyük mesafeler boyunca (bazen birkaç milyon mil veya kilometre boyunca) hareket ettikleri gerçeğinden ortaya çıkar. Küçük pertürbasyonlara ve hatalara karşı kararlılık, parçacıklar hızlandırıcıda bu mesafeler boyunca yörüngede kalıyorsa geçerlidir. Buna ek olarak, bir çok hızlandırıcıda parçacık yoğunluğunun mümkün olduğu kadar yüksek tutulması istenir. Yüksek şiddetlerde, yüklü parçacıklar boyunca ortaya çıkan elektromagnetik kuvvetler ve uzay yükü önemli olabilir. Hızlandırıcıda kararlı bir demet üretmek için parçacıklar hızlandırma sırasında ideal yörüngeler civarında sadece küçük osilasyonlar (salınımlar) yapacaktır. Bu osilasyonlar ideal yörüngeye göre enine ve aynı yörünge boyunca boyuna doğrultuda olmak üzere her iki doğrultuda da oluşacaktır. Enine ve boyuna hareketlerin birleştiği ( çiftleştiği) durumlar olmasına rağmen birçok hızlandırıcıda birleştirme şekillenimi çok küçüktür ve bizim yapacağımız gibi bu hareketin iki çeşidi ayrı ayrı tartışılacaktır. 3.2.1 Enine Hareket 3.2.1.1 Betatron Salınımları Enine salınımlar betatron salınımları olarak adlandırılır. Çünkü Kerst ve Serber bunlarla ilgili ilk açık tartışmayı Kerst’ in ilk başarılı betatronunu gerçekleştirmesiyle bağlantılı olarak sunmuşlardır. Gerçekte enine salınımların hareket denklemleri daha önce Walton tarafından ve siklotronlar için en kullanışlı haliyle Tomas tarafından sunulmuştur. Baştan beri amaç enine hareketi dinamik olarak kararlı hale getirmektir, böylece ideal yörünge civarına pompalanan parçacıklar bu civarda kalacaklardır. Bazı kısa hızlandırıcı sistemlerinde bu demetin parçacık kaynağında odaklanmasıyla başarılabilir. Fakat daha uzun hızlandırıcılarda bu kararlılığın başarılabilmesi için yörünge boyunca yeniden depolayıcı kuvvetlere ihtiyaç duyulur. Bu yeniden depolayıcı kuvvetler dış elektrik ve magnetik alanlarla sağlanır. Enine hareket tartışmasında hızlandırma işleminin etkilerini, aynı zamanda parçacıklar arasındaki uzay yükü kuvvetlerini ihmal edebiliriz ve böylece zamanla sabit bir dış alan içindeki tek bir parçacığın hareketini inceleyebiliriz. Bu alanın uzayda sabit olması gereklidir ve mesafe ile oluşan değişiklikler odaklama için önemlidir. 3.2.1.2 Betatronda Zayıf Odaklama Şimdi dairesel bir hızlandırıcıdaki enine magnetik alan koşulunu düşünelim, alan parçacığı kapalı bir yörünge etrafında büksün. Burada kapalı yörünge düzlemindeki radyal doğrultu “kenar ortay düzlemi” ve z yörünge düzlemine dik doğrultudur. Yörünge boyunca mesafe ‘s’ dir. Dikey magnetik alan Bz r’ nin bir fonksiyonu olarak değişiyorsa ( bir gradyente sahipse), Maxwell denkleminde ( =0) olduğu gibi kenar ortay düzleminin dışındaki pozisyonlarda bir radyal Br alanı vardır. s doğrultusunda hareket eden parçacık kenar ortay düzleminden uzaklaştıkça, bir dik kuvvetin etkisi altında kalır. Dikey alan yarıçap ile azalıyorsa (dBz/dr 0), z pozitif veya negatif olsa da kuvvet, parçacığı z=0’ a doğru geri saptırır. Kuvvet Şekil 3.2’de gösterilmiştir. Diğer yandan dBz/dr0 ise kuvvet daima kenar ortay düzleminden dışa doğrudur. Şekil 3.2 Bir eğici magnet içinde radyal alan ve düşey kuvvet Böylece kılavuz alan yarıçap ile azalıyorsa kenar ortay düzlemden harekete başlayan parçacık daha büyük z’ lere doğru hareket ettikçe kenar ortay düzlemden dışarı doğru olan hareket kararlı olacaktır. Bu dikey odaklama deneysel olarak ilk siklotronlardan bulunmuş ve nitel olarak günümüzde anlaşılabilmiştir. Kerst tarafından nicel hale getirilmiştir. Azalan bir alanda, parçacık üzerindeki radyal kuvvet yarıçap ile azalır. Bununla beraber m kütleli ve v hızlı parçacığı r-1/r olarak azalırken r yarıçaplı halka üzerinde tutmak için mv2/r merkezcil kuvvetine ihtiyaç vardır. Böylece, alan 1/r’ den daha yavaş azalırsa daha büyük yarıçaptaki bir parçacık kendisini ideal yörüngeye doğru geri odaklayan daha büyük bir kuvvet hisseder ve parçacık üzerinde yatay veya radyal odaklanma oluşur. Kerst bu sonuçları bağıl türev veya alan indisi, n = -(r/B)(Bz/r) (3.5) olarak tanımlamış ve her iki enine doğrultuda odaklama için koşul, 0n1 (3.6) olmasıdır. Bu zayıf odaklamada yatay ve dikey odaklamalar birbirini tamamlayıcıdır. Öyle ki, biri çoğalırken diğeri azalır, dikey ve yatay yarıklar arasındaki dizayn içinde bir denge söz konusu olur. Örneğin siklotrondaki alanlar yarıçapa bağlı olarak çok küçük miktarda azalır ve dikey odaklama çok zayıf kalır. Zayıf odaklamalı birçok siklotronlar inşa edilmiş ve başarıyla çalıştırılmıştır fakat, ideal yörünge civarındaki salınımların genlikleri daha büyük bir hızlandırıcıda daha büyük olmakta (yaklaşık olarak yarıçapla orantılıdır), Cosmotron (3GeV) ve Betatron (6GeV) proton hızlandırıcılarında 10-20 cm’ ye ulaşmaktadır. Osilasyon genlikleri birkaç metrelik olabildiği kadar büyük değerlere ulaşabildiğinde daha yüksek bir enerjideki hızlandırıcıda zayıf odaklamanın kullanımı son derece pahalı olmaktadır. Kuvvetli odaklama bu zorluğu değişken gradyent serileri kullanarak yenmektedir. Böylece yatay ve dikey odaklamanın her ikisi için de değişken-gradyentli odaklama mümkün olur. Bir değişken gradyent serileri parçacığı Şekil 3.3’te görebileceğimiz gibi optik lenslerin değişken serisine benzer bir davranışla odaklar. Bir ışın eksene yakınsak (odaklayıcı) merceklerde, ıraksak (dağıtıcı) merceklerde olduğundan daha uzaktır ve daha keskin bir şekilde bükülür. Böylece sonuç net odaklama şeklindedir. Şekil 3.3 Lensler içerisinde ışınların odaklanması Yatay bir hareket için odaklayıcı olan gradyent dikey hareket için dağıtıcıdır fakat, değişim her ikisinde de bir odaklama meydana getirir. Zayıf odaklanmayı sınırlayan tamamlayıcılık önlenmiştir ve odaklama daha kuvvetli olabilmektedir. Gradyentler hızlandırıcının çevresi boyunca devir başına sabit sayıdaki periyotlarla periyodik olarak değişir. Büyük bir sinkrotrondaki osilasyon genlikleri birkaç santimetre veya daha küçük boyuttadır ve vakum odacıkları ile mıknatıs yarıkları buna uygun olarak küçüktür. Bir parçacık ideal yörüngeye zorlanırken betatron osilasyonlarını bu yörünge civarında meydana getirecektir. Bu osilasyonlar genellikle hızlandırıcı etrafındaki devir başına tamamlanmış osilasyonların sayısı olan ile karakterize edilir. Yatay osilasyonlar için r ve dikey osilasyonlar için z ayrı değerler alır. Bir zayıf odaklama hızlandırıcısında osilasyonlar sinüzoidaldir ve her iki değeri birden küçüktür. Bir kuvvetli odaklama hızlandırıcısında Şekil 3.4’de gösterildiği gibi odaklama sinüs dalgası etrafındaki periyodik gezinmelerle, bu osilasyonlar ortalama değer üzerinde sinüzoidaldir. r ve z genellikle birden büyük olarak düşünülür. Böylece bir zayıf odaklama hızlandırıcısında osilasyonlar aşağıdaki formüllere sahip olurlar. Şekil 3.4 Değişken Gradyenli Yapı İçerisinde Parçacık Salınımı ( + Fokuslama - Dağılma ) r = ro+Arcos(rs/R+r) z = Azcos(zs/R+s) (3.7) burada Ar ve Az genlikleri ile r ve s fazları pompalamadaki başlangıç koşullarıyla belirtilir. Bir kuvvetli odaklama hızlandırıcısında osilasyonlar aşağıdaki formlara sahiptir. r ro Ar r ( s )Cosr ( s ) r (3.8) z Az z Cosr ( s ) r s ds 0 r ( s ) r ( s ) ve s ds 0z ( s ) z ( s ) (3.9) r ve s periyodik fonksiyonları betatronun genlik fonksiyonlarıdır. Denklem (3.8)’ de genlik ile periyodik olarak değişir. Denklem (3.9)’ de faz 1/ olarak ilerler böylece salınımın ani dalga uzunluğudur. Genlik fonksiyonu ve değeriyle ilişkilidir çünkü, r ve z’ nin her ikisi için de devir başına toplam faz ilerlemesi 2R ds ( 2R ) 2 0 ( s ) (3.10) Bir parçacık demetini oluturan parçacıklar değişik açılarda ve ideal yörünge civarında değişik konumlarda olabilirler. Şekil 3.6’ da verildiği gibi eksenleri verilen bir s noktasındaki pozisyonu ve açısı olan bir uzaydaki parçacık grubunun hareketini çizmek oldukça öğreticidir. Bu faz uzayı olarak adlandırılır. Grup hızlandırıcı etrafında hareket ettikçe ve s değiştikçe, grubu kapsayan şekil zayıf olarak değişecektir fakat alanı sabit kalacaktır. Açı ve konumdan oluşan faz uzayında kaplanan alan hızlandırma işlemi boyunca sabit kalır. Bu Liouville teoremi olarak adlandırılan genel dinamik kuralından çıkar. Bu teoreme demet dağılımı ve soğutumu tartışmalarında geri döneceğiz. İdeal bir hızlandırıcıda yatay ve dikey hareketler birbirinden bağımsızdır ve her biri ayrı iki boyutlu faz uzayına sahiptir. Gerçek bir hızlandırıcıda lineer olmayan yeniden depolayıcı kuvvetler, magnetik alan eksiklikleri veya mıknatıs ayarlama kayıpları yatay-dikey çiftlenimini ortaya çıkarabilir ve iki hareket birbirine etki edebilir. O zaman faz uzayları birbirinden bağımsız olmaz fakat, parçacıklar tarafından işgal edilen birleşik faz uzaylarının 4- boyutlu hacmi sabit kalır. Şekil 3.6 Enine konum-açı faz uzayında parçacıkların doldurduğu elips Magnetik alan hataları ve mıknatıs ayarlama kayıpları demette zorlanmış osilasyonlara sebep olarak demet yörüngesinde bozulmalara (bükülmelere) neden olabilir, böylece kapalı bir yörünge olan merkezi yörünge periyodik olarak zorlanmış salınım içinde hareket eder ve bütün parçacıklar bu kapalı yörünge civarında salınırlar o zaman faz uzayı tarafından işgal edilen bölge ve zorlanmış salınım içinde hareket eder. değeri bir tam sayıya yakınsa kapalı yörünge osilasyonu çok büyük olur ve demet hızlandırıcıyı çok hızlı bir şekilde terk edebilir. Bu toplam rezonans; mıknatısların dikkatli bir şekilde yapılanması ve sıralanması ayrıca değerinin tam sayılardan kaçınması ile kontrol altında tutulabilir. Kuvvetli odaklamalı bir hızlandırıcısıda değeri bir yarım tam sayı ise magnetik alan gradyentlerindeki hatalar salınımı kapalı yörünge civarında kararsız hale getirebilir. Bu durumda alan hala korunuyor olsa bile faz uzayının işgal ettiği bölge gerilip uzatılır ve parçacıklar çok büyük osilasyon genliklerine ulaşır. Yarı integral (toplam) rezonansları kadar önemli değildir, fakat bunlardan kaçınmak için yapılanmada ve sıralanmada dikkatli olunmalıdır İdeal bir hızlandırıcıda bulunan bütün parçacıklar tam olarak aynı momentuma sahip olmazlar. Her bir parçacığın momentumu aynı zamanda boyuna osilasyonlar sırasında ideal momentuma bağlı olarak da değişir. Momentumu merkezcil momentumdan faklı olan parçacık kapalı yörünge civarında enine zorlanmış salınımlara uğrayacaktır. Bütün bunlar faz uzayında parçacık gruplarının üst üste katlanması şeklinde görünür. Bu olay optiktekine benzer olarak yayınım şeklinde adlandırılır. Bir değerine doğru odaklamış olması için gradyent bir mıknatıs veya kuadropolde olduğu gibi değişik yörüngelerdeki iki parçacığın değişik magnetik alanlara doğru hareket etmesi gerekir. Değişik uzunluklar Şekil 3.7’ de gösterildiği gibi köşeleri parçacık yörüngelerine dik olmayan mıknatıslar inşa edilerek başarılabilir. Bu köşe odaklaması AVF siklotronlarında kullanılmaktadır. Eğer bir köşe eğimli ise yörünge uzunluğu yarıçap ile artar, köşe yatay olarak yayıcı, dikey olarak odaklayıcıdır. Bir radyal kısım AVF siklotronunda akıntıya karşı ve akıntı yönündeki mıknatıs köşelerinin her ikisi de dikey odaklayıcıdır. Radyal odaklama kılavuz alanın yarıçapa bağlı olarak arttırılmasıyla sağlanır. Bu sisteme Thomas odaklanması denir. Bir spiral kısım AVF siklotronunda, bir köşe dikey odaklayıcı diğeri dikey yayıcıdır. Değişken gradyent odaklamasına benzer olarak değişken köşe odaklanması sağlar. Şekil 3.7 a) Gradyen ve b) Kenar odaklaması 3.2.1.3 Lineer Hızlandırıcılarda Enine Hareket Yüksek voltaj hızlandırıcılarındaki parçacık yörüngeleri bütün hızlandırıcı için uygun odaklamayı pompalamada başarabilecek kadar kısadır. Küçük radyo frekans elektron lineer hızlandırıcılarında dış odaklamaya ihtiyaç yoktur. Daha uzun elektron lineer hızlandırıcı yapıları odaklama mıknatısları için periyodik olarak kesilmektedir. Lineer hızlandırılan proton demetleri odaklanmaya kısmen ihtiyaç duyarlar çünkü, enine ve boyuna hareketler sinkrotronlardan olduğundan daha yakındır, çiftlenimlidirler ve boyuna hareketten gelen enerji enine salınımı sürebilir. Bir lineer hızlandırıcıda merkezcil kuvvet yoktur. Bu yüzden zayıf odaklanmayla bir benzerliği yoktur. Kuvvetli odaklama geliştirilmeden önce bir çok proton lineer hızlandırıcıları; elektrik alan değişimini boyuna uzaklık ve yarıçapına bağlı olarak düzenlemek için ve parçacıkları yayıcıdan ziyade odaklayıcı bir hale getirmek için sürüklenme tüpü borusunun açılışına yerleştirilmiş tel ızgaralara sahiptirler fakat, ızgaralar birçok parçacık demetini durdurduğu ve demetler tarafından ısıtılıp yakıldığı için yüksek yoğunluktaki demetler için uygun değillerdir. Kuvvetli odaklama geliştirildikten sonra drift tüplerin içine kuadropol odaklama mıknatısları inşa edildi ve lineer hızlandırıcılar yüksek yoğunluk hızlandırıcılarına dönüştü. Son zamanlarda kuadropol odaklama (RFQ) üretmek için radyo frekans alanı şekillendirme metotları geliştirildi ve bu çok yüksek yoğunluklarda bile çok düşük demet kayıpları sağlandı. Hızlandırıcıdan çıkan demetler ve hedefte üretilen ikinci demetler bükme mıknatıslarının ve kuvvetli odaklama merceklerinin peş peşe kullanımı ile yönetilebilmekte ve odaklanabilmektedir. Bu demet çizgileri optimal odaklama konfigürasyonunda kullanım noktasına demetleri getirmek için kullanılır. 3.2.1.4 Sinkrotron Örgülerinde Enine Hareket Bir sinkrotron örgüsü sinkrotronun çevresi boyunca bükme ve odaklama mıknatıslarının periyodik düzenlemesini içerir. Odaklama, genlik fonksiyonları ve yayılımları hepsi örgüye bağlıdır. İki gelişme bu fonksiyonları değiştirmeyle istenilen optimal yörünge özelliklerini mümkün kılmıştır. Ayırıcı fonksiyonlu mıknatıslar Parçacıklar hızlandırıcı etrafında yarıçaptan bağımsız dipol alanlar tarafından bükülürler merkezi yörüngeye yakın kalmaları için merkezden olan uzaklıkla lineer olarak değişen kuadropol alanlar tarafından odaklanırlar. Kuvvetli odaklanmanın başlangıçtaki kabulünde bükülme ve odaklamanın iki fonksiyonu bir gradyent mıknatıs içinde birleştirilmiştir (bir bileşik fonksiyon örgüsünde). Bir ayrık fonksiyon örgüsü bu iki fonksiyonu ayrık mıknatıslara taşır, bu kafes daha etkilidir. Çünkü, bükme alanı mıknatıs boyunca aynıdır ve mıknatısla elde edilebilen maksimum alan tarafından sınırlandırılmaz. Bir bükme alanı bir gradyent mıknatısta belirli alan bükülmesi olmaksızın 1,3 T’dan daha yükseğe çıkması oldukça zorken ayrık fonksiyonlu sıradan güç dipolünde kolaylıkla 1,8-2 T arasında değerler alabilir. Farklı bir gradyent mıknatısın düzenlenmesini olukça zor olduğu süper iletken mıknatıslarda bile oldukça çarpıcıdır. Odaklama bir ayrık fonksiyon örgüsünde de oldukça etkilidir. Çünkü odaklama mıknatısları genlik fonksiyonu ’nın büyük olduğu yerlerde, dağıtıcı mıknatıslar ise genlik fonksiyonu ’ nın küçük olduğu yerlerde yoğunlaştırılmıştır. Ayrık fonksiyonlu mıknatıslar depolama halkalarında kullanılır. Uzun düz kısımlar Sıradan bir örgü; düzgün kısımlara ve mıknatıslar arası serbest alan boşluklarına sahiptir. Hızlandırma boşlukları pompalama ve depolama halkalarındaki deneyler için kullanılan parçacık detektörleri gibi gerekli yardımcı cihazların tanıtımı için uzun düzgün kısmının kullanışlı olduğu gösterilmektedir. Hızlandırıcının normal bükülme yayları (ark) yardımcı ekipmanı yerleştirmek için gerekli serbest alan bölgeleri tarafından kesilmişse demetlerin doğal farklılığı aşağı yarık ihtiyaçlarını sonuçlandıracaktır. Bu ayrılık birkaç ayrı odaklama kuadropollerinin kullanımıyla, ihtiyaç duyulan boşluğa kesin bir şekilde yüklenmeksizin örgünün odaklama özelliklerini korumak için yok edilebilir. Yoğunlaştırılmış merceklerin periyodik sıraları ve alt kafesleri, daha çok keyfi uzunlukların serbest alan bölgeleri olmak üzere, bu düzgünlüklerin düzenlenmesine izin verilir. 3.2.1.5 Enine Hareketin Deneysel Ölçümü Kaba işlemlerle bir parçacık hızlandırıcısını demet ölçümleri yapmaksızın çalıştırmak mümkün olmaktadır. Geçekten ilk hızlandırıcılar bu yolla, sadece son hızlandırılan demetin bir hedefe çarpmasından gelen demet izleri ve x- ışınları veya radyoaktivite elde edilmesiyle çalıştırılmışlardır. Bununla beraber hızlandırma işlemi veya depolama boyunca demetin konumu ve boyutu biliniyorsa bir hızlandırıcı çok daha yüksek yoğunluklarda çok daha kolay çalıştırılabilir. Demet ölçümünün ilk metotları siklotronda düzeltilebilir yarıçaplarda demeti durdurmak için hareketli parçacıkların kullanımıdır. İlk sinkrotronlarda proplar ışığı geçirebilen pencerelerden gözlenen flüoresan ekranlarla yer değiştirilmişti. Bu ilkel aletleri bazen hala demetlerin çevrimi için yapılan araştırmaların ilk aşamalarında günümüzde enerji flüoresan ekranları, televizyon kameraları kullanımıyla zayıf olarak görüntülenebilmesi için yeterli derecede yüksek olmasına rağmen kullanılmaktadır. Devir halindeki bir demetin kütle merkezi sürekli bir şekilde demet kollarının elektrik alanlarının düzeltme elektronları kullanılarak ortaya çıkarılmasıyla veya her durumda demeti çevreleyen magnetik alanların düzeltme bobinleri kullanarak ortaya çıkarılmasıyla da ölçülebilir. Bu metotların kullanılmasıyla verilen konumlarda enine pozisyonların ve hızlandırıcı voltaja bağlı olarak demet kollarının fazını ölçmek mümkündür. Düşey açının fonksiyonu olarak enine pozisyon tam olarak yukarda tartışılan kapalı yörüngedir. Demet kapalı yörünge üzerinde merkezi olarak yerleştirilmiş bir yük tüpü olarak görülür. Kapalı yörünge ifadesi düzeltme mıknatıslarındaki akımların oluşmasından bükülmelerin azalmasında ve mıknatıs ayarlamalarının analizinde kullanılır. Kapalı yörünge ve demet faz açıklamalarının ikisi beraber kesim 2.2’ de tartışılan RF geri besleme sistemlerine giriş olarak kullanılır. Ölçülmüş bir kapalı yörünge Şekil 3.8’de gösterilmektedir. Parçacık bükülmesi ve odaklaması üzerine bir diğer önemli pratik görüş hızlandırıcıda artık gaz kullanımıyla saçılma yapılmasıdır. Özel uzay yük etkilerini ihmal ettiğimizde tek yüklü parçacıklar veya düşük yoğunluktaki demetler normal basınçtaki birkaç fitlik havada bile önemli saçılma ve difüzyon sağlarlar. Buna göre demet boşaltılmış bir uzay içinden geçmelidir. Genellikle sıkı bir (su geçirmez) metalden veya seramikten yapılmış vakum tüpü demeti çevreler ve pompalarla boşaltılır. Bir çok hızlandırıcıda 10-8 atmosferlik bir artık basınç kabul edilebilir değerdedir. Etkili yörünge uzunluğunun birkaç milyar kilometre ( şu anda mevcut olan en iyi vakum 10-11-10-12 atm) olabildiği depolama halkalarında mümkün olan en iyi vakuma ihtiyaç duyulur. Demet şeklinin ölçülmesi, aynı zamanda demet ile yapılan artık gazın iyonizasyonun kullanımıyla veya düzeltme konumlarındaki dağılım fonksiyonlarından elde edilen bilgiyle yapılan demet elektrik alanın frekans, spektrum analiziyle de mümkün olmaktadır. Parçacık demetinin sadece bir kez geçtiği yerlerde ızgara telleri iyonizasyonla yapılan bağlantıda kullanılabilir veya tek bir tel demetin içinde hızlı biçimde hareket ettirilebilir. Hızlandırıcı sisteminde değişik yerlerdeki iki ölçüm faz uzayındaki dağılımı vermek için birleştirilebilir. Şekil 3.8 Ölçülmüş yörünge özellikleri (Emittans) 3.2.2 Boyuna Hareket 3.2.2.1 Giriş Yüksek voltaj hızlandırıcıları veya indüksiyon hızlandırıcıları ( betatronlar) içinde hızlandırılan parçacıklar farklı zamanda aynı hızlandırıcı alandan geçirilir ama, radyo frekans alanından yararlanan hızlandırıcılarda parçacıkları hızlandırmak için ( lineer hızlandırıcılar, mikrotronlar, siklotronlar ve sinkrotronlar) farklı zamanlardaki parçacıklar farklı hızlandırma alanından geçirilerek ve bu sebeple farklı harekete sahip olacaklardır. 3.2.2.2 Boyuna Kararlılık ve Hızlandırma Boyuna hareketin ne kadar gelişeceği parçacıkların enerjisine bağlı olan dönme frekansına bağlıdır. Bu basit bir fiziksel örnekle gösterilebilir. Şekil 3.9’da ordinat hızlandırma voltajı, absis ise zamandır. Böylelikle bu plan üzerindeki hızlandırma voltajı sinüs dalgası olur. Şimdi bir dönme üzerinde aynı zamanda hızlandırma boşluğunu geçen iki parçacık düşünelim. Bu iki parçacık geçene kadar voltaj yükselir. Birinci parçacık hızlandırma voltajı basamağıdır ve boşluğu aynı zamanda ikinci zamanda geçer. İkinci parçacık yüksek enerjiye sahiptir. İki seçenek düşünülebilir: 1. Dönme frekansları enerjiyle artar (d/dE0) dönme periyodu ikinci parçacık için küçüktür ve daha erken sarar. Sinüs dalgası üzerinde kalır ve enerji kazancı birinci parçacıktan az olacaktır. İki parçacık arasındaki enerji farkı, ikinci geçişten sonra azalacaktır. Benzer olarak, düşük enerjili bir parçacık geç tamamlar, dalga üzerinde yüksektir ve çok enerji kazanır, enerji farkı düşüşü tekrarlanır. Böylece farklı enerji içinden parçacıkların bütün grubu artmayacak, beraber hızlandırılacaktır. Boyuna hızlandırma hareketi kararlıdır. 2. Dönme frekansı enerjiyle azalır (d/dE0). Şimdi ikinci parçacık daha geç varır ve birinci parçacıktan daha fazla enerji kazanır. Bu her geçişte daha fazla enerji kazanarak sürer ve enerji farkı sürekli artar. Böylelikle boyuna hareket kararsızdır ve parçacıkların grubu dağılacak ve faydalı olarak hızlandırılamayacaktır Voltaj dalgası için tesadüfen ortaya çıkan kurtarıcı bir durum vardır. Bu da voltajın hızlandırmanın hala sağ yön içinde olmasıdır, fakat bu düşmektedir. Günümüzde daha az veya daha çok voltaj tartışmaları sürmektedir. Ancak boyuna hızlandırma hareketi (d/dE0)’ lı hızlandırıcılarda kararlıdır. Peki d/dE’ yi ne etkiler? Bunun için iki faktör vardır: hızla giden yüksek enerjili bir parçacığın frekansı zamanla artar. Ama bazı hızlandırıcılar içinde geçiş boşlukları arasındaki farklı yörüngelerde gider ki dönme frekansı hemen hemen tüm durumlarda azalır. Bu iki faktör farklı yönlerdedir. Bunların nasıl dengeleneceği hızlandırıcı çeşidine bağlıdır. Lineer hızlandırıcılarda, tüm parçacıklar aynı yönde hareket eder ve yol uzunluklarında farklılık yoktur, sadece hız farklıdır. Böylece d/dE her zaman negatiftir. Bir mikrotron için de aynısı doğrudur. Kuvvetli odaklamalı sinkrotronlarda, hız farklı proton hızlandırıcılarında düşük enerjide yol uzunlukları farkından büyüktür. Bu sebepten d/dE’ dır, ama yol uzunluğu farkı süreklidir ve hız farkı ışık hızına ulaşan parçacık hızlarında azalır. Ta ki yüksek enerjide d/dE ‘ dır. d/dE sıfırken enerjinin geçişi vardır. Bu enerjide radyo frekans hızlandırma voltajı kesilmeli, sonra parçacıkları ışınlamak için farklı göreli bir fazda birkaç saniye içinde üzerine geri döndürülmelidir. Hızlandırmadan sonra dalganın arka tarafı üzerinde sürer. Bu proton sinkrotronlarında pratikte zor değildir. Çok düşük enerjilerde ışık hızı sonucunda hareket eden elektronlardan dolayı, tüm kuvvetli odaklamalı elektron sinkrotronundaki geçiş enerjisi bu yüzden enjeksiyon enerjisinden düşüktür. Bu tartışmada, siklotron kural dışıdır. Temelde, hız farkları ve yol uzunluğu farkları henüz siklotronlarda dengelenememiştir ve onlar her zaman geçiş enerjisinde çalışırlar. Pratikte, hızlandırılmış parçacıkların yetersiz marjinal kararlılığını veren sunulan tartışmanın dışında, ufak etkiler vardır. Şekil 3.9 Hızlandırma boyunca parçacığın bir gerilim üzerine binmesi 3.2.2.3 Faz Salınımları Boyuna kararlılığın tartışılması nicel olarak yapılabilir. Nicel çalışmanın sonuçları hızlandırıcı voltajın radyo frekansına bağlı olarak parçacığın fazına karşı parçacığın açısal momentumunu verecek şekilde grafiksel olarak gösterilebilir. Bu faz 0’ dan 2’ ye kadar değişebilir. Hızlandırıcı voltaj kapatılır ve bir grup parçacık halka etrafına kolayca dizilirlerse, bu grup faz olarak 2’ in tam katlarına karşı gelen yatay gerilimli ve grubun enerji yayınımına karşılık gelen açısal momentumdaki bir orana karşılık dikey gerilimli bir bant ile gösterilir. Hızlandırıcı bir voltaj olduğunda, kararlı osilasyonları gösteren bir kapalı eğriler bölgesi oluşur. Bu eğriler merkezde bölge üzerinde bir nokta olarak görülen bir denge fazını çevreler. Bu fazda ve açısal momentumda harekete başlayan bir parçacık bütün bölge hızlandırma işlemi sırasında yükselirken aynı yerde kalmaya devam eder. Kararlı bölgede başlayan parçacıklar momentum ve fazda salınımlar yapan denge fazı civardaki kapalı bir eğri üzerinde hareket edeceklerdir. Bu salınımlar faz osilasyonları veya sinkrotron osilasyonları olarak adlandırılır. Birçok durumda bu salınımların frekansı ile çevrim frekansı arasındaki fark çok küçüktür böylece şekil etrafındaki bir devreyi tamamlamak için birçok devire ihtiyaç duyulur. Değişik enerjideki parçacıklar bir dairesel hızlandırıcıda değişik yörüngelere sahiptirler ve faz salınımlarının enerji salınımlarına karşı gelen bir radyal salınımı varır. Kararlı bölge bucket (kova) olarak adlandırılır. Bucket’in köşesi seperatrix olarak adlandırılır. Seperatrix’in ötesinden başlayan parçacıklar hızlandırıcı voltaja bağlı olarak fazda kaymaya uğrayacaklar ve devamlı olarak hızlandırılmayacaklardır. Hızlandırma işlemi sırasında parçacıklar bucket’in içinde bir bunch oluştururlar. Seperatrix’e kadar bucket’i doldurmuş olsalar bile 2’lik fazın tamamını kapsamazlar. Hızlandırıcı bucket 2’den daha az yer kaplar çünkü voltaj fazını yarıya düşürmektedir. Voltajın sıfır olduğu bir anda hızlandırıcı bölgeden geçen, denge parçacıklarının olduğu kararlı bir bucket’e sahip olmak mümkündür. Kararlı bir bucket’te parçacıklar tam olarak 2’lik bir fazı kaplayabilir. Kararlı bucketteki bir bunch dibe çok yakın bir yerde başlayarak ve üst bölgeye çok yakın yerdeki bir faz osilasyonun yarısı boyunca devam ederek de hızlandırmak mümkündür. Bir elektron lineer hızlandırıcısında hızlandırma işlemi böyle olmaktadır. Dairesel hızlandırıcılarda frekansı çevrim frekansının bir çok katıdr. Çok yüksek frekansların kullanımı daha küçük hızlandırıcı oyuklarının ve amplifikatörlerinin kullanımına olanak sağlayacaktır. Diğer uygulamalar için geliştirilmiş olan radyo frekans birleşenlerinin kullanımına da olanak sağlayabilir, h harmonik sayısıdır. Fazdaki 2’lik orana karşılık h tane gerilmiş bucket bulunur. Bunların her birisinin özellikleri yukarıda tartışılmıştır. Sinkrotron hızlandırma sisteminin işlemi bir geri besleyici demet sistemi ile geliştirilebilir. Daha önce de gösterilen türdeki toplama elektronları demet kolların yarıçapını ve fazını ölçmek için kullanılır. Bu bilgi; hızlandırıcı sistemin fazını ve voltajını düzeltmek, demet vakum odasının merkezinde tutmak, radyo frekans hızlandırıcı sisteminin ve demetin aynı fazda kalmalarını sağlamak için elektronik geri olarak beslenir. Dış sinyaller zaman zaman çevrimli demetin çıkarılması hedeflenmesi ve yığın haline getirilmesi amaçları için hareket ettirilmesinde kullanılır. Faz uzay alanı korunuyor olsa bile bir çok durumda bucket çevresinde dolaşan bir çok küçük tellere (lif) ayrılırlar. Lifler arasındaki boş alanlar hızlandırma işleminde dallarla birlikte taşınır ve dalın etkili alanı artar. Böylece boş uzayla karışım da artar. Bu yoğunluk düşüşünü önlemek hızlandırıcı voltajı çok yavaş bir şekilde açıp kapatmakta veya bucketleri başlangıçta tepeleme doldurmakla mümkündür. Böylece bazı parçacıklar atılırken hızlandırma boyunca dolu kalacaklardır. 3.2.2.4 Demet Yığılması Hızlandırılmış parçacıkların bir yığını depolama halkasında dolaşmaya terk edilebilir. Sonra başka bir yığın pompalanır, hızlandırılır ve enerji düzeyleri aynı olmak üzere ilk yığınla yan yana konur. Bu istifleme işlemi pek çok kere tekrarlanabilir. Boş uzayda meydana gelebilecek karışımı önlemek için dikkatli olunursa işgal edilen toplam faz uzay alanı bölünemeyen bunchların alanlarının toplamıdır. Fiziksel uzayda parçacık yoğunluğunun artırılması demet yığılmasıyla artırılabilir ve bu demetlerin çarpışmalarını daha muhtemel hale getirir. Elektron veya pozitron depolama halkalarındaki sinkrotron radyasyonu bu olaya yardımcı olur, çünkü radyasyon yayılımı gereği gibi düzenlenmiş bir halkada hareketi engeller ve faz uzayındaki yoğunluk ile karşılıklı etkileşim oranını artıran fiziksel uzaydaki parçacık yoğunluğunu artırır. 3.3 ÇOK PARÇACIK ETKİLERİ 3.3.1 Giriş Hemen hemen her bir hızlandırıcı kullanımında yüksek şiddet arzu edilir. Bununla birlikte yüksek şiddetler beraberinde parçacıklar arasındaki etkileşmelerden meydana gelen yeni olaylar getirir. Bu kuvvetler parçacıkların odaklanmasını etkileyebilir ve yeni çeşit kakarsızlıkları ortaya koyabilir. 3.3.2 Odaklama Üzerindeki Etkiler Bir demetteki parçacıklar arasındaki elektrostatik itme kuvveti demeti odaklayan kuvvetlerin oluşmasını azaltır. Bu, odaklamanın çapraz salınım frekansını azaltır. Daha fazla parçacık eklendikçe, frekans bir rezonansa ulaşana kadar azalmaya devam eder. Sonra ilave edilen parçacıklar rezonans tarafından büyük genliklere sürülecekler ve kaybolacaklardır. Demet uzay-yükü sınırlıdır. Paralel yollar üzerinde hareket eden iki yük bir birlerini elektrostatik olarak iterler fakat aynı zamanda birbirlerini magnetik kuvvetlerle çeken iki paralel akım oluştururlar. Magnetik kuvvetler elektrostatik itme kuvvetini azaltır ve uzay- yükü sınırını artırır. İtici kuvvet daima daha büyüktür, fakat magnetik kuvvet parçacıklar hızlandırıldıkça artar. Böylece uzay- yükü kuvvetleri yüksek enerjilerde çok küçüktür. Elektrostatik ve magnetik kuvvetlerin her ikisi de yüksek enerjide, demet duvarını çevreleyen iletken bir vakum odası sayesinde değiştirilir. Zıt işaretli yüklerin, elektronların pozitif iyon demetine veya pozitif iyonların bir elektron demetine enjeksiyonu ile uzay- yük kuvvetlerinin iptal edilmesi mümkündür. Bunlar demet parçacıklarını etkiler ve bu yük nötralizasyonu ve magnetik etkileşmenin birleşimi; bir demet için bir telciğe indirgenmenin mümkün olmasıyla, uzay- yük etkilerini tamamıyla iptal edebilir. Fakat bu indirgenmiş demet bir hortumdan fışkıran suyun serbest ucu gibidir. Bir yılan gibi dolanır ve birleşir. Bu yüzden oldukça kararsızdır ve ivmelendirilmiş parçacılar için kullanışlı değildir. 3.3.3 Kararsızlıklar Dolanım kararsızlığı, demetin magnetik alanında ortaya çıkan olaylara bir örnektir. Bu alanlar demet üzerinde etkimesi için metal vakum odacığından geri yansıtabilecek demeti zıt veya boyuna da sürülebilir. Bu olaylar eş zamanlı karasızlıklar olarak adlandırılır. Çünkü bütün demet parçacıkları aynı kuvveti hissederler ve eş zamanlı olarak birlikte hareket ederler. Eş zamanlı olmasından dolayı hareket düzeltilmiş bir demet veya odacığın içindeki elektronlara uygulanan ters bir magnetik kuvvet ile algılanabilir. Eş zamanlı kararsızlıkların kötü etkileri, bu tür geri beslemeli sistemlerle bir dereceye kadar azaltılabilir. Bazı durumlarda bununla birlikte, pratik olarak geri besleme yapmak için ihtiyaç duyulan frekanslar çok yüksektir ve karasızlıklar değişik tasarımlarla kontrol edilmelidir. 3.4 DEMET SOĞUTULMASI Tartışmamızda faz uzayı alanının uzunlamasına ve çaprazlamasına sabitliğini vurguladık. Faz uzayı alanını azaltan ve böylece parçacık demetlerinin çarpışması için avantajlı olan parçacık demeti yoğunluğunu artıran yöntemler vardır. Bunlar demet soğutulması olarak adlandırılır. Tüm demet soğutma tüplerinde, başka bir fiziksel sistem ile bir etkileşim vardır. Toplam fiziksel sistemin faz uzay alanı sabittir. Fakat küçük bir kısmın alanı, faz uzayı alanının sistemin geri kalanına aktarımıyla azaltılabilir. 3.4.1 Sinkrotron Işınımı Yoluyla Soğutma Tüm yüklü parçacıklar hızlandırıldıkları zaman elektromagnetik enerji yayar. Genellikle parçacık hızlandırıcılarında kayda değer tek etki, en hafif yüklü parçacıklar olan elektronlar ve pozitronlar için oluşmaktadır. Şu anda çoklu Tera elektron volt (TeV) enerjilerde tartışmalar yapılıyor olmasına rağmen sinkrotron ışınımı protonlar için de önemlidir. Eğilmiş bir yörünge etrafında dairesel bir hızlandırıcıdaki merkezcil ivme tarafından veya depolama halkası tarafından büküldüklerinden elektronlar ve pozitronlar kendi anlık yörüngelerine teğet olmak üzere dar bir koni biçiminde radyasyon yayarlar. Yayılan enerji çoğunlukla UV ve x-ışınları bölgesindedir. Parçacık enerjisi artırıldıkça yayılan enerji artar. Çoklu Giga elektron volt (GeV) elektron sinkrotronundaki hızlandırıcı voltajın çoğu yayımlanan enerjinin oluşturulmasında kullanılır. Bu sinkrotron ışınımı denge yörüngesi civarında boyuna ve çapraz parçacık salınımları azalır, çünkü denge değerini aşan enerjiye sahip parçacıklar yüksek oranda radyasyon yayımlar. Sonra denge enerjisine doğru yavaşlatılır. Denge değerinden daha düşük enerjili parçacıklar, denge parçacıklarından daha düşük miktarda radyasyon yayımlar ve ivmelendirme sistemi tarafından denge enerjisine doğru yeniden yapılanırlar. Çapraz salınımlar yavaşlatılır (durdurulur) çünkü sinkrotron ışınımı boyuna ve çapraz momentum bileşenlerinden her ikisini de azaltarak hareketin yönü boyunca yayımlanır. İvmelendirme sistemi sadece momentumun boyuna bileşenlerini yeniden depolar. Ne boyuna ne de çapraz osilasyonlar sıfıra kadar indirgenemez çünkü sinkrotron radyasyonunun kendisini oluşturan fotonların ani ve gelişigüzel emisyonu boyuna ve çapraz osilasyonları biraz uyarır. Denge demetinin boyutu, tipik olarak 1mm civarındadır. Bu stokastik kuantum uyarması ve ortalama durdurma etkisi arasındaki dengenin bir sonucudur. Sinkrotron radyasyonunda, yayımlanan fotonların toplamıyla elektro magnetik alanın faz-uzay alanı artarken demetin faz-uzay alanı azalır. 3.4.2 Elektron Demeti ile Soğutma Protonlar veya ağır iyon gazları ve bir elektron gazı birbirini Rutherford saçılmasıyla etkiler. Eğer proton gazı daha yüksek termal enerjiye sahipse bu enerjisini elektronlara saçılma sayesinde verecek, bu yüzden elektron gazının faz uzayı alanı artarken proton gazının faz-uzayı alanında azalma olacaktır. Bu değişim, gazların he ikisi beraber ( öyle ki proton ve elektron demeti olsunlar) aynı doğrultuda bir referans çerçevesinde ilerlediklerinde de meydana gelecektir. Bu elektron soğutma demetin uzunlamasına ve çaprazlamasına enerji yayılımını azaltabilir. Elektron soğutması pratikte proton demetinin bir halkanın düz bir kısmından ilerlemesi gibi elektron demetinin aynı hızla ilerlemesi şeklinde düzenlenmesiyle yapılır. Aynı hızda elektron demeti oldukça düşük momentuma sahiptir ve kolaylıkla düz kesitin sonlarında proton demetinin içine ve dışına bükülebilir. Proton demeti tekrarlı bir şekilde dolaştıkça düz kesitlerin çok katlı yollarında soğutulur. Yüksek enerjilerde soğutma tartışılmış olmasına rağmen düşük enerjilerde elektron soğutması daha etkilidir. Harici boylamasına magnetik alanların eklenmesiyle çok daha etkili yapılabilir. 3.4.3 Stokastik Soğutma Elektron geri besleme ile yapılan eş zamanlı bir osilasyonun genliğinin azalımı geçen bölümlerde tartışılmıştı. Demetin etkin (rms) gerilimi de bir geri beslemeli sistemle azaltılabilir. Buna stokastik soğutma denir. Stokastik soğutmanın temel planı, demetin ortalama pozisyonunu ölçen bir toplayıcı, bir yükseltici sistem ve yükseltilmiş sinyalleri demete ileten bir itme jeneratörüdür. N tane dolaşan parçacıkla dolu bir halka düşünülür ve bu dönen demeti N tane ayrı parçaya ayrılabilir. Böylece de halkanın çevresindeki her bir parça sadece bir parçacık içerecektir. Şayet elektronik sistem bu küçük parçalara tepki gösterecek kadar yeterli frekans bandı genişliğine sahipse itme jeneratörüne tek parçacıkların her birini düzenlemek için yeterli sinyal gönderecektir. Böylece parçacıklar elektronik sisteme kendi faz-uzay alanını teslim edecektir. Şayet pratikte olduğu gibi sistem daha küçük band genişliğine sahipse her bir bölümde birden fazla parçacık olacaktır. Bir bölmedeki diğer parçacıkların her biri verilen parçacık düzenleme sinyaliyle çatışan elektronik bir gürültü verecektir ve sistem çok daha yavaş düzelecektir. Daha fazla parçacık eklendikçe gürültü sinyali tamamıyla kaplayacak ve soğutma duracaktır. Stokastik soğutma anti-proton demetlerini soğutmada başarılı bir çaba için sayaç dönüşümlü parçacıklı çarpışma-demet sisteminde kullanmak için temel olarak kullanılmıştır. Fizikte önemli yeni sonuçlar bu sistem sayesinde başarılmıştır.
![Teknik Katalog [Partikül Ölçüm Cihazı]](http://s1.studylibtr.com/store/data/000570486_1-e020a26d0776158714c738f90f35e6af-300x300.png)
![Manyetik Alan_sorular [Uyumluluk Modu]](http://s1.studylibtr.com/store/data/000658858_1-41eefa571e6d008716c7c7bc6727b35a-300x300.png)
