Cверхсветовая скорость в ускорителе протонов HERA-P

[Mamaev A. V.]

Сверхсветовые скорости протонов в протонном синхротроне HERA-P

В протонный синхротрон HERA-P инжектируется 3 поезда протонных банчей, имеющих структуру, показанную на Рис. 1.

Рис. 1. Структура протонных банчей в синхротроне HERA-P, состоящая из трех поездов по 6 вагонов в каждом, а в каждом вагоне имеется по 10 банчей со структурой *----*----*----*----*----*----*----*----*----*----, где "*" есть ячейка с протонным банчем, а "-" есть ячейка без протонного банча.

Эта структура хорошо просматривается на Рис. 2, на котором по оси абсцисс отложены номера каналов (каждый канал имеет длительность, равную 24 мкс), а по оси ординат отложено относительное количество зафиксированных взаимодействий протонов из состава банчей с проволочными мишенями, установленными вблизи траектории пролета протонных банчей.

Рис. 2. Структура протонных банчей на одном периоде обращения в протонном синхротроне HERA-P, зафиксированная в одном из экспериментов до ускорения протонов в HERA-P.

На Рис. 2 четко видны 3 поезда по 6 вагонов в каждом поезде и по 10 банчей в каждом вагоне.
Период обращения этой структуры по орбите ускорителя HERA-P длиной 6336 метров до ускорения протонов равен 21,14 микросекунды (мкс).

Режим ускорения инжектированной структуры из трех поездов заключается в плавном увеличении индукции магнитного поля поворотных магнитов при одновременном действии ускоряющего радиочастотного напряжения в ускорительных резонаторах (в режиме ускорения протонов в HERA-P работают 2 резонатора на частоте 52,05 МГц).
Ускорение протонов происходит как за счет действия ускоряющего напряжения в резонаторах, так и за счет электродвижущей силы, возникающей при увеличении индукции магнитного поля в поворотных магнитах.

После завершения процесса ускорения протонов в ускорителе HERA-P структура банчей из трех поездов по 6 вагонов в каждом приобретает вид, показанный на Рис. 3.

Рис. 3. Структура протонных банчей в ускорителе HERA-P, состоящая из 3-х поездов, после окончания процесса ускорения.

Из Рис. 3 видно, что время пролета одного поезда мимо датчиков, фиксирующих взаимодействие протонов, равно примерно 100 наносекунд (нс).
Значит, время пролета всех трех поездов мимо датчиков будет равно примерно 300 нс. Эти 300 нс будут примерно равны периоду Т обращения трех поездов по периметру ускорителя HERA-P длиной L=6336 м.

Скорость движения протонных банчей, показанных на Рис.3, будет равна периметру орбиты протонов L = 6336 м, деленному на период обращения протонов по орбите, равному Т = 300 нс.
Получим $ u/c = 6336 [m] / (300 10^-9 [s] 3 10^8 [m/s]) = 70.4, $ то есть скорость протонов более чем в 70 раз превышает скорость света в вакууме $c $.

Структура протонных банчей двух из поездов с Рис. 3 показана на Рис. 4 и Рис. 5.


Рис. 4. Структура протонных банчей одного поезда в ускорителе HERA-P после окончания процесса ускорения.


Рис. 5. Структура протонных банчей другого поезда в ускорителе HERA-P после окончания процесса ускорения.

На Рис. 4 и Рис. 5 четко просматривается шесть вагонов банчей, из которых составлялся поезд.

Все рисунки взяты из файла Георга Баки [Georg Baki] "The Time Structure of the Interaction Rate at HERA-B (Временная структура частоты взаимодействия в HERA-B)" ( http://www-hera-b.desy.de/subgroup/dete ... 2000.ps.gz ).
Там же произведено сглаживание данных, показанных на рис. 4 и рис. 5, подтверждающее, что здесь представлена информация о поездах, составленных из 6 вагонов.

Извините, но внешняя ссылка нужна, ибо это ссылка на данные эксперимента, из которого следует, что сверхсветовые скорости уже давно обнаружены на ускорителе HERA-P.

[whiterussian]

Поудаляйте все, что не относится к вашему тезису. Сформулируйте сам тезис - предмет обсуждения.