Физика ускорителей

Введение в физику ускорителей
- История развития ускорительной техники
- Классификация ускорителей заряженных частиц
- Основные принципы ускорения частиц
- Применения ускорителей в науке и технике
Электродинамика заряженных частиц
- Движение заряженных частиц в электрических полях
- Движение заряженных частиц в магнитных полях
- Комбинированные электромагнитные поля
- Релятивистская динамика частиц
- Излучение заряженных частиц
Линейные ускорители
- Принципы работы линейных ускорителей
- Электростатические ускорители
- Высокочастотные линейные ускорители
- Структуры ускоряющих резонаторов
- Фокусировка пучков в линейных ускорителях
- Инжекторы и источники частиц
Циклические ускорители
- Циклотрон и его модификации
- Синхротрон и принципы синхронного ускорения
- Бетатрон и индукционное ускорение
- Синхроциклотрон
- Микротрон
Синхротронное излучение
- Теория синхротронного излучения
- Характеристики синхротронного излучения
- Влияние синхротронного излучения на динамику пучка
- Синхротронные источники света
- Ондуляторы и вигглеры
Высокочастотные системы
- Принципы ВЧ ускорения
- Резонаторы и их характеристики
- ВЧ генераторы и усилители
- Системы управления фазой и амплитудой
- Сверхпроводящие ВЧ структуры
Магнитные системы ускорителей
- Дипольные магниты
- Квадрупольные магниты
- Секступольные и мультипольные магниты
- Системы коррекции магнитного поля
- Технология изготовления магнитов
Динамика пучков
- Уравнения движения частиц в ускорителе
- Матричная формализация оптики пучков
- Бетатронные колебания
- Дисперсионная функция
- Хроматичность и коррекция хроматичности
- Нелинейная динамика
Фокусировка и оптика пучков
- Принципы фокусировки заряженных частиц
- Сильная фокусировка
- Оптические функции и их свойства
- Согласование пучков
- Вставочные устройства
- Системы коллимации
Коллективные эффекты
- Кулоновское взаимодействие частиц в пучке
- Пространственный заряд
- Эффекты изображения
- Коллективные неустойчивости
- Подавление коллективных эффектов
Стохастическое охлаждение и электронное охлаждение
- Принципы стохастического охлаждения
- Системы стохастического охлаждения
- Электронное охлаждение ионных пучков
- Лазерное охлаждение
Вакуумные системы
- Требования к вакууму в ускорителях
- Вакуумные насосы и их характеристики
- Материалы для вакуумных камер
- Десорбция газов и откачка
- Ионно-стимулированная десорбция
Инжекция и вывод пучков
- Системы инжекции в циклические ускорители
- Методы вывода пучков
- Септум-магниты
- Кикер-магниты
- Многооборотная инжекция
Диагностика пучков
- Мониторы положения пучка
- Измерение интенсивности пучка
- Профилометры пучка
- Мониторы потерь частиц
- Измерение эмиттанса
- Спектроскопия пучка
Системы управления ускорителями
- Архитектура систем управления
- Системы обратной связи
- Автоматизация работы ускорителя
- Системы защиты и блокировок
- Дистанционное управление
Сверхпроводящие ускорители
- Сверхпроводимость в ускорительной технике
- Сверхпроводящие магниты
- Сверхпроводящие ВЧ резонаторы
- Криогенные системы
- Эффект захвата магнитного потока
Ускорители на встречных пучках
- Принципы коллайдеров
- Светимость и сечения взаимодействия
- Эффект пучок-пучкового взаимодействия
- Детекторы частиц в коллайдерах
- Большой адронный коллайдер
Ускорители тяжелых ионов
- Особенности ускорения тяжелых ионов
- Источники тяжелых ионов
- Стриппинг и изменение зарядового состояния
- Охлаждение пучков тяжелых ионов
- Применения ускорителей тяжелых ионов
Плазменные методы ускорения
- Кильватерное ускорение в плазме
- Лазерно-плазменные ускорители
- Плазменные кильватерные ускорители
- Ускорение в плазменных каналах
- Перспективы плазменного ускорения
Ускорители для прикладных целей
- Медицинские ускорители
- Промышленные ускорители
- Ускорители для ядерной энергетики
- Системы трансмутации отходов
- Компактные ускорители
Физика элементарных частиц и ускорители
- Стандартная модель и ускорительные эксперименты
- Детекторы частиц
- Триггерные системы
- Обработка данных в экспериментах
- Будущие проекты в физике частиц
Источники синхротронного излучения
- Синхротроны третьего поколения
- Лазеры на свободных электронах
- Источники терагерцевого излучения
- Применения синхротронного излучения
- Рентгеновские лазеры
Численные методы в физике ускорителей
- Моделирование динамики частиц
- Методы трекинга
- Моделирование коллективных эффектов
- Программные пакеты для расчета ускорителей
- Многочастичное моделирование
Радиационная защита и безопасность
- Источники ионизирующего излучения в ускорителях
- Расчет радиационных полей
- Материалы для радиационной защиты
- Активация материалов
- Нормы радиационной безопасности
Технологии будущего в ускорительной физике
- Новые концепции ускорения
- Высокоградиентные ускоряющие структуры
- Ускорение лазерными полями
- Ускорители на основе диэлектрических структур
- Квантовые эффекты в ускорителях
Экономические аспекты ускорительных проектов
- Стоимость строительства и эксплуатации ускорителей
- Международное сотрудничество в ускорительных проектах
- Технологические спин-оффы
- Социально-экономическая отдача от ускорительных центров
Введение в физику нейтрино
- История открытия нейтрино
- Гипотеза Паули и проблема непрерывного спектра бета-распада
- Экспериментальное обнаружение нейтрино Коуэном и Райнесом
- Развитие теории нейтрино в XX веке
- Нобелевские премии в физике нейтрино
Фундаментальные свойства нейтрино
- Квантовые числа нейтрино
- Масса нейтрино и проблема безмассовости
- Спин и хиральность нейтрино
- Лептонные числа и их сохранение
- Нейтрино и антинейтрино
- Ароматы нейтрино: электронное, мюонное и тау-нейтрино
Стандартная модель и нейтрино
- Место нейтрино в Стандартной модели
- Лептонный сектор Стандартной модели
- Слабые взаимодействия и нейтрино
- W и Z бозоны в процессах с нейтрино
- Нейтральные токи и их открытие
- Ограничения Стандартной модели для нейтрино
Взаимодействия нейтрино
- Слабые взаимодействия нейтрино с веществом
- Сечения взаимодействия нейтрино
- Упругое рассеяние нейтрино на электронах и нуклонах
- Неупругие процессы с нейтрино
- Глубоконеупругое рассеяние нейтрино
- Когерентное рассеяние нейтрино на ядрах
Нейтринные осцилляции
- Теоретические основы нейтринных осцилляций
- Смешивание нейтрино и матрица Понтекорво-Маки-Накагавы-Сакаты
- Вакуумные осцилляции
- Материальные осцилляции и эффект Михеева-Смирнова-Вольфенштейна
- Параметры смешивания нейтрино
- Нарушение CP симметрии в нейтринном секторе
Экспериментальное исследование нейтринных осцилляций
- Солнечные нейтрино и проблема солнечных нейтрино
- Атмосферные нейтрино и их аномалии
- Реакторные эксперименты с нейтрино
- Ускорительные эксперименты длинной базы
- Эксперименты КамЛАНД, Супер-Камиоканде, СНО
- Современные и будущие эксперименты по осцилляциям
Массы нейтрино
- Проблема массы нейтрино в теории
- Дираковские и майорановские нейтрино
- Механизм качелей для генерации массы нейтрино
- Экспериментальные ограничения на массы нейтрино
- Космологические ограничения на суммарную массу нейтрино
- Безнейтринный двойной бета-распад
Источники нейтрино во Вселенной
- Солнце как источник нейтрино
- Нуклеосинтез в звездах и нейтрино
- Сверхновые звезды и взрывные процессы
- Реликтовые нейтрино от Большого взрыва
- Атмосферные нейтрино от космических лучей
- Нейтрино от активных галактических ядер
Нейтринная астрономия
- Принципы нейтринной астрономии
- Детекторы нейтрино высоких энергий
- Эксперимент IceCube и нейтрино астрофизических источников
- Многомессенджерная астрономия с нейтрино
- Нейтрино от гамма-всплесков
- Поиск источников космических нейтрино сверхвысоких энергий
Детекторы нейтрино
- Принципы детектирования нейтрино
- Водные черенковские детекторы
- Сцинтилляционные детекторы
- Жидкоаргоновые детекторы
- Болометрические детекторы
- Детекторы на основе германия и кремния
- Подземные лаборатории для исследования нейтрино
Солнечные нейтрино
- Стандартная солнечная модель
- Термоядерные реакции в Солнце и производство нейтрино
- pp-цепочка и CNO-цикл
- Спектры солнечных нейтрино
- Эксперименты Дэвиса, SAGE, GALLEX
- Решение проблемы солнечных нейтрино
Нейтрино от сверхновых
- Взрывы сверхновых и коллапс ядра
- Роль нейтрино в процессе взрыва сверхновой
- Охлаждение протонейтронной звезды нейтрино
- Наблюдение нейтрино от SN 1987A
- Будущие наблюдения нейтрино от сверхновых
- Система раннего предупреждения о сверхновых
Реликтовые нейтрино
- Космологическое производство нейтрино
- Отделение нейтрино от теплового равновесия
- Влияние нейтрино на крупномасштабную структуру Вселенной
- Экспериментальные попытки детектирования реликтовых нейтрино
- Будущие перспективы исследования реликтовых нейтрино
Нейтрино в космологии
- Роль нейтрино в первичном нуклеосинтезе
- Нейтрино как горячая темная материя
- Влияние массы нейтрино на космологические параметры
- Ограничения на массу нейтрино из космологических данных
- Стерильные нейтрино как кандидат темной материи
Нестандартные свойства нейтрино
- Стерильные нейтрино и их поиск
- Магнитный момент нейтрино
- Нестандартные взаимодействия нейтрино
- Нарушение лоренц-инвариантности для нейтрино
- Осцилляции в дополнительные измерения
- Квантовая декогеренция нейтринных осцилляций
Теоретические модели за пределами Стандартной модели
- Модели с правыми нейтрино
- Механизм качелей типа I, II и III
- Нейтрино в суперсимметричных моделях
- Нейтрино в моделях с дополнительными измерениями
- Лептогенез и бариогенез через нейтрино
Экспериментальные методы в физике нейтрино
- Калибровка нейтринных детекторов
- Подавление фонов в экспериментах с нейтрино
- Статистические методы анализа данных
- Монте-Карло моделирование нейтринных процессов
- Систематические неопределенности в нейтринных экспериментах
- Комбинированный анализ данных различных экспериментов
Будущие эксперименты и перспективы
- Долгосрочная программа исследований нейтрино
- Проекты нейтринных фабрик
- Детекторы нейтрино нового поколения
- Исследование стерильных нейтрино
- Измерение абсолютной массы нейтрино
- Поиск безнейтринного двойного бета-распада
Нейтрино в физике элементарных частиц
- Нейтрино и квантовая теория поля
- Нейтринные петлевые вклады
- Нейтрино в процессах высоких энергий
- Нейтрино на коллайдерах
- Поиск тяжелых нейтрино
- Нейтрино и нарушение унитарности
Технологические применения нейтрино
- Мониторинг ядерных реакторов с помощью нейтрино
- Неразрушающий контроль с использованием нейтрино
- Нейтринная томография Земли
- Дистанционное зондирование с нейтрино
- Перспективы нейтринных коммуникаций
- Нейтрино в национальной безопасности
Математические методы в физике нейтрино
- Эволюционные уравнения для нейтрино
- Формализм матрицы плотности
- Численные методы решения осцилляционных уравнений
- Статистическая механика нейтрино
- Квантовая механика открытых систем для нейтрино
- Теория возмущений в нейтринной физике
Нерешенные проблемы и парадоксы
- Проблема иерархии масс нейтрино
- Аномалии в короткобазовых экспериментах
- Проблема нарушения CP в нейтринном секторе
- Связь кварков и лептонов в смешивании
Связь с другими областями физики
- Нейтрино и квантовая гравитация
- Нейтрино в теории струн
- Нейтрино и физика конденсированного состояния
- Нейтрино в атомной и молекулярной физике
- Нейтрино и физика плазмы
- Междисциплинарные применения физики нейтрино