Компенсация влияния несовершенства структуры Нуклотрона/ОИЯИ на поляризацию протонов в области целого спинового резонанса (Миниобзор)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В управлении спинами сталкивающихся пучков, которое является ключевым аспектом для работы коллайдеров поляризованных частиц NICA (ОИЯИ, Дубна, Россия) и EIC (BNL, Брукхейвен, США), есть открытые вопросы. Единственно реалистичный для управления поляризацией дейтронов режим спиновой прозрачности все еще не апробирован экспериментально. При существующей конфигурации ускорительных колец в ОИЯИ пилотный эксперимент по спиновой прозрачности возможен с протонами на синхротроне Нуклотрон на целом спиновом резонансе. Анализируется динамика поляризации протонов при быстром пересечении целого резонанса с управляющими спиновыми навигаторами на основе штатных корректирующих орбиту диполей. Разработана схема компенсации когерентного влияния на спин ошибок установки и изготовления магнитных элементов структуры Нуклотрона, основанная на измерении спинового поля несовершенства структуры по адиабатическому отклонению спинов в области резонанса с учетом синхротронной модуляции энергии. Компенсация мощности целых резонансов возможна вплоть до ограничений, связанных с орбитальными эмиттансами пучка. Результаты проведенного численного моделирования предлагаемого спинового компенсатора подтверждают возможность экспериментальной верификации режима спиновой прозрачности в присутствии сильного искажения замкнутой орбиты несовершенством структуры Нуклотрона.

Об авторах

Ю. Н Филатов

Московский физико-технический институт; Объединенный институт ядерных исследований

Email: filatov.iun@mipt.ru
Долгопрудный, Россия; Дубна, Россия

А. М Кондратенко

Московский физико-технический институт; Научно-техническая лаборатория “Заряд”

Долгопрудный, Россия; Новосибирск, Россия

Н. Н Николаев

Московский физико-технический институт; Институт теоретической физики им. Л.Д.Ландау РАН; Объединенный институт ядерных исследований

Долгопрудный, Россия; Черноголовка, Россия; Дубна, Россия

Ю. В Сеничев

Московский физико-технический институт; Институт ядерных исследований РАН

Долгопрудный, Россия; Москва, Россия

М. А Кондратенко

Московский физико-технический институт; Научно-техническая лаборатория “Заряд”

Долгопрудный, Россия; Новосибирск, Россия

С. В Виноградов

Московский физико-технический институт

Долгопрудный, Россия

Е. Д Цыплаков

Московский физико-технический институт

Долгопрудный, Россия

А. И Чернышов

Московский физико-технический институт; Институт ядерных исследований РАН

Долгопрудный, Россия; Москва, Россия

А. В Бутенко

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

С. А Костромин

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

В. П Ладыгин

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

Е. М Сыресин

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

Е. А Бутенко

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

И. Л Гурылева

Московский физико-технический институт; Объединенный институт ядерных исследований

Долгопрудный, Россия; Дубна, Россия

А. А Мельников

Московский физико-технический институт; Институт ядерных исследований РАН; Институт теоретической физики им. Л.Д.Ландау РАН

Долгопрудный, Россия; Москва, Россия; Черноголовка, Россия

А. Е Аксентьев

Московский физико-технический институт; Институт ядерных исследований РАН

Долгопрудный, Россия; Москва, Россия

Список литературы

  1. V.D. Kekelidze, A.D. Kovalenko, I.N. Meshkov, A. S. Sorin, and G.V. Trubnikov, Phys. Atom. Nucl. 75, 542 (2012).
  2. N.N. Agapov, V.D. Kekelidze, A.D. Kovalenko, R. Lednitsky, V.A. Matveev, I.N. Meshkov, V.A. Nikitin, Yu.K. Potrebennikov, A. S. Sorin, and G.V. Trubnikov, Phys.-Uspekhi 59, 383 (2016).
  3. I.A. Savin, A.V. Efremov, D.V. Peshekhonov, A.D. Kovalenko, O.V. Teryaev, O.Yu. Shevchenko, A.P. Nagajcev, A.V. Guskov, V.V. Kukhtin, and N.D. Topilin, EPJ Web Conf. 85, 02039 (2015).
  4. A. Arbuzov, A. Bacchetta, M. Butenschoen et al. (Collaboration), Prog. Part. Nucl. Phys. 119, 103858 (2021).
  5. V.V. Abramov, A. Aleshko, V.A. Baskov et al. (Collaboration), PEPAN 52(6), 1044 (2021).
  6. Yu.V. Senichev, A.E. Aksent’ev, S.D. Kolokolchikov, A.A. Mel’nikov, N.N. Nikolaev, V.P. Ladygin, and E.M. Syresin, Phys. Part. Nucl. Lett. 21(3), 261 (2024).
  7. S.N. Vergeles, N.N. Nikolaev, Yu.N. Obukhov, A.Ya. Silenko, and O.V. Teryaev, Phys.-Uspekhis 66(2), 109 (2023).
  8. T. Chupp, P. Fierlinger, M. Ramsey-Musolf, and J. Singh, Rev. Mod. Phys. 91(1), 015001 (2019).
  9. F. Abusaif, A. Aggarwal, A. Aksentev et al. (Collaboration), CERN Yellow Reports: Monographs, CERN-2021-003, arXiv:1912.07881 (2021).
  10. R.D. Peccei, and H.R. Quinn, Phys. Rev. Lett. 38, 1440 (1977).
  11. S. Weinberg, Phys. Rev. Lett. 40, 223 (1978).
  12. P.V. Vorob’ev, I.V. Kolokolov, and V.F. Fogel’, JETP Lett. 50, 65 (1989) Pis’ma v ZhETF 50, 58 (1989)
  13. P.V. Vorob’ev, I.V. Kolokolov, and V.F. Fogel’, JETP Lett. 50, 65 (1989).
  14. P. Sikivie and Q. Yang, Phys. Rev. Lett. 103, 111301 (2009).
  15. P. Sikivie, Rev. Mod. Phys. 93 (1), 015004 (2021).
  16. N.N. Nikolaev, Pis’ma v ZhETF 115, 683 (2022)
  17. N.N. Nikolaev, JETP Lett. 115, 639 (2022).
  18. A. J. Silenko, Eur. Phys. J. C 82, 856 (2022).
  19. S. Karanth, E. J. Stephenson, S.P. Chang et al. (Collaboration), Phys. Rev. X 13, 031004 (2023).
  20. I.A. Koop, A. I. Milstein, N.N. Nikolaev, A. S. Popov, S.G. Salnikov, P.Yu. Shatunov, and Yu.M. Shatunov, Pisma Fiz. Elem. Chast. Atom. Yadra 17(2), 122 (2020)
  21. I.A. Koop, A. I. Milstein, N.N. Nikolaev, A. S. Popov, S.G. Salnikov, P.Yu. Shatunov, and Yu.M. Shatunov, Phys. Part. Nucl. Lett. 17 (2), 154 (2020).
  22. A. Accardi, J. L. Albacete, M. Anselmino et al. (Collaboration), Eur. Phys. J. A 52, 268 (2016).
  23. M. Harrison, S. Peggs, and T. Roser, Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 52(1), 425 (2002).
  24. V. I. Ptitsin and Yu.M. Shatunov, Nucl. Instr. Meth. A 398, 126 (1997).
  25. H. Huang, F. M´eot, V. Ptitsyn, V. Ranjbar, and T. Roser, Phys. Rev. Accel. Beams 23, 021001 (2020).
  26. V. S. Morozov, Ya. S. Derbenev, Y. Zhang, P. Chevtsov, A.M. Kondratenko, M.A. Kondratenko, and Yu.N. Filatov, in Proc. IPAC2012, New Orleans, Louisiana, USA (2012), p. 2008.
  27. Y. S. Derbenev, Y.N. Filatov, A.M. Kondratenko, M.A. Kondratenko, and V. S. Morozov, Symmetry 13(3), 1 (2021).
  28. Y.N. Filatov, A.M. Kondratenko, M.A. Kondratenko, Y. S. Derbenev, and V. S. Morozov, Phys. Rev. Lett. 124, 194801 (2020).
  29. V. S. Morozov, Y. S. Derbenev, F. Lin, Y. Zhang, Y. Filatov, A.M. Kondratenko, and M.A. Kondratenko, in Proc. IPAC2015, Richmond, VA, USA (2015), p. 2301.
  30. A.D. Kovalenko, A.V. Butenko, V.D. Kekelidze, V.A. Mikhaylov, Y. Filatov, A.M. Kondratenko, and M.A. Kondratenko, in Proc. IPAC’15, Richmond, VA, USA (2015), p. 2031.
  31. Yu.N. Filatov, A.M. Kondratenko, M.A. Kondratenko, Y. S. Derbenev, V. S. Morozov, A.V. Butenko, E.M. Syresin, and E.D. Tsyplakov, Eur. Phys. J. C 81, 986 (2021).
  32. A.D. Kovalenko, Yu.N. Filatov, A.M. Kondratenko, M.A. Kondratenko, and V.A. Mikhaylov, PEPAN 45(1), 321 (2014).
  33. Yu.N. Filatov, A.D. Kovalenko, A.V. Butenko, E.M. Syresin, V.A. Mikhailov, S. S. Shimanskiy, A.M. Kondratenko, and M.A. Kondratenko, EPJ Web Conf. 204, 10014 (2019).
  34. Y.N. Filatov, A.M. Kondratenko, M.A. Kondratenko, V.V. Vorobyov, S.V. Vinogradov, E.D. Tsyplakov, and V. S. Morozov, Phys. Rev. Accel. Beams 24(6), 061001 (2021).
  35. H. Huang, J. Kewisch, C. Liu, A. Marusic, W. Meng, F. M´eot, P. Oddo, V. Ptitsyn, V. Ranjbar, and T. Roser, Phys. Rev. Lett. 120, 264804 (2018).
  36. Y. Filatov, A. Kondratenko, M. Kondratenko, V. Vorobyov, S. Vinogradov, E. Tsyplakov, A. Butenko, E. Syresin, S. Kostromin, Y. Derbenev, and V. Morozov, JINST 16 (12), P12039 (2021).
  37. Yu.N. Filatov , A.M. Kondratenko, M.A. Kondratenko E.D. Tsyplakov, A.V. Butenko, S.A. Kostromin, V.P. Ladygin, E.M. Syresin, I.L. Guryleva, A.A. Melnikov, and A.E. Aksentyev, Pis’ma v ZhETF, 116 (7), 411 (2022)
  38. Yu.N. Filatov , A.M. Kondratenko, M.A. Kondratenko E.D. Tsyplakov, A.V. Butenko, S.A. Kostromin, V.P. Ladygin, E.M. Syresin, I. L. Guryleva, A.A. Melnikov, and A.E. Aksentyev, JETP Lett. 116 (7), 413 (2022).
  39. Y.N. Filatov, A.V. Butenko, A.M. Kondratenko, M.A. Kondratenko, A.D. Kovalenko, and V.A. Mikhaylov, in Proc. IPAC2017, Copenhagen, Denmark (2017), p. 2349.
  40. Yu.N. Filatov, A.M. Kondratenko, M.A. Kondratenko, S.V. Vinogradov, E.D. Tsyplakov, A.V. Butenko, S.A. Kostromin, V.P. Ladygin, E.M. Syresin, and A. Butenko, PEPAN 55(4), 731(2024).
  41. Yu.N. Filatov, A.M. Kondratenko, N.N. Nikolaev, Yu.V. Senichev, M.A. Kondratenko, S.V. Vinogradov, E.D. Tsyplakov, A.V. Butenko, S.A. Kostromin, V.P. Ladygin, E.M. Syresin, I.L. Guryleva, A.A. Melnikov, and A.E. Aksentyev, JETP Lett. 118 (6), 387 (2023).
  42. Y. S. Derbenev, A.M. Kondratenko, and A.N. Skrinskii, Sov. Phys. JETP 33, 658 (1971).
  43. T. Khoe, R. L. Kustom, R. L. Martin, E. F. Parker, C.W. Potts, L.G. Ratner, R.E. Timm, A.D. Krisch, J.B. Roberts, and J.R. O’Fallon, Particle Accelerators 6, 213 (1975).
  44. L.G. Ratner, H. Brown, I-H Chiang et al. (Collaboration), IEEE Trans. Nucl. Sci. 32(5), 1656 (1985).
  45. H. Huang , L. Ahrens, J.G. Alessi et al. (Collaboration), Phys. Rev. Lett. 73, 2982 (1994).
  46. H. Huang, L.A. Ahrens, M. Bai et al. (Collaboration), Phys. Rev. Lett. 99, 154801 (2007).
  47. Ya. S. Derbenev, F. Lin, V. S. Morozov, Y. Zhang, A.M. Kondratenko, M.A. Kondratenko, and Yu.N. Filatov, in Proc. IPAC2014, Dresden, Germany (2014), p. 68.
  48. P.K. Kurilkin, V.P. Ladygin, T. Uesaka et al. (Collaboration), Nucl. Instr. Methods A 642, 45 (2011).
  49. A.A. Terekhin, I. S. Volkov, Y.V. Gurchin, A.Y. Isupov, V.P. Ladygin, S.G. Reznikov, A.V. Tishevsky, A.N. Khrenov, and M. Janek, Phys. Part. Nucl. 54 (4), 634 (2023).
  50. L. S. Azhgirey, V.P. Ladygin, F. Lehar, A.N. Prokofiev, G.D. Stoletov, A.A. Zhdanov, and V.N. Zhmyrov, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 497, 340 (2003).
  51. M. Froissart and R. Stora, Nucl. Instr. Methods, 7 (3), 297 (1960).
  52. F. M´eot, Nucl. Instr. Methods A 427, 353 (1999).
  53. Yu.N. Filatov, A.M. Kondratenko, M.A. Kondratenko, Ya. S. Derbenev, V. S. Morozov, and A.D. Kovalenko, Eur. Phys. J. C 80, 778 (2020).
  54. V. S. Morozov, Y. S. Derbenev, F. Lin, Y. Zhang, Y. Filatov, A.M Kondratenko, and M.A. Kondratenko, in Proc. IPAC2018, Vancouver, BC (2018), p. 400.
  55. A.M. Kondratenko, Y.N. Filatov, M.A. Kondratenko, A.D. Kovalenko, and S.V. Vinogradov, J. Phys.: Conf. Ser. 1435, 012037 (2020).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024