«Большинство предсказаний хорошо сходится с экспериментом»


Сергей Кладов, студент 2 курса магистратуры ФФ НГУ, работает на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000. За свои исследования он получил самую престижную стипендию института - имени Герша Ицковича Будкера. В День студента Сергей рассказал о своей работе в ИЯФ СО РАН.

Сергей Кладов Фото Наталья Купина

Сергей Кладов. Фото - Наталья Купина. 

– Я работаю в лаборатории 11 ИЯФ на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000, и главная задача моих исследований – повышение его светимости (количества сталкивающихся частиц в единицу времени), одной из самых важных характеристик работы коллайдера.

ВЭПП-2000 обладает уникальными параметрами, в основном обусловленными концепцией круглых пучков. Согласно этой концепции, при помощи уравнивания частот бетатронных колебаний пучкам придается форма круга в поперечном сечении, в результате чего эффективно повышается максимально достижимая плотность взаимодействующих пучков, и, сответственно, светимость.

Мои исследования в основном связаны с распространением некоторых одномерных теорий (применимых к коллайдерам с плоскими пучками) на двумерие (с бетатронной связью). Это нелинейная одночастичная динамика – учет резонанса 2-2, расположенного на линии главного резонанса 1-1 (и последующее рассмотрение резонансов 1/3 и 1/4), и эффекты встречных пучков – когерентные синхробетатронные колебания с учетом длины пучка.

Это главные темы моей работы (бакалаврский диплом и магистерский соответственно). При этом мой научный руководитель, Евгений Алексеевич Переведенцев, благодаря руководству которого мне и присудили стипендию им. Г. И. Будкера, старается дать мне широкий спектр знаний и не ограничивается двумя задачами.

Возвращаясь к главным темам, в первой из них нелинейности рассматриваются в качестве возмущения для решения линейной задачи связанных бетатронных колебаний, и главный из полученных нами ответов – это появление дополнительных областей автофазировки, несимметричных по разностному действию, что ведет к потерe круглой формы пучка, и, соответственно, светимости. Во второй теме при решении используется матричный подход, т.к. задача линейна. Здесь можно грамотно совместить методы учета синхробетатронных мод, связанных бетатронных колебаний, встречного пучка и др. и получить зависимость спектра когерентных колебаний от тока пучков, наблюдаемую на ВЭПП-2000. Знание этой зависимости особенно важно на коллайдере с круглыми пучками, ведь он очень чувствителен к сдвигу частот – от них сильно зависят размеры пучков, и, соответственно, светимость.

Сейчас, когда ВЭПП-2000 отлично работает, активно ведется набор данных для проверки описанных теорий. На текущий момент большинство предсказаний уже сверено и хорошо сходится с экспериментом.