Введение к работе
Актуальность проблеми. На протяжении многих лот исследования электромагнитных явления во взаимодействии частиц внесках энергий с кристаллами привлекает большое внимание теоретиков и экспериментаторов во многих лабораториях мира. Такой интерес к этой области физики обусловлен тем. что при прохождении частиц высоких энергия через кристалл могут проявляться различные когерентные и интерференционные явления во взаижо-действни частиц с атомами решетки, благодаря которым вероятности электромагнитных процессов в кристаллах могут значительно превосходить соответствупяие вероятности я аморфной среде. На эти явления было обраэдно внимание в 50-х годах в роботах «орреттн, Тер-Нихаеляна и Юбералла при изучения излучения релятивистских электронов а ориентированных кристаллах в первом борцовском приближении квантовой электродинамика.
В 70-х голах било обнаружено, что условия применимости борцовского приближения быстро нарушается при увеличения энергия в утяьшекии углов падения частиц на кристалл по от-ноиенюо к кристаллографическим осям и плоскостям. Выполненные впоследствии исследования электромагнитных процессов в усяявдх интенсивного взаимодействия частиц с кристаллом привели к предсказанию ряда эффектов, указывающих на новые еозмояности в управлении параметрами пучков частиц высоких энергий и в получении интенсивных, узконаправленных монохроматических и поляризованных пучков 7-квантоэ. требуомих в ряда областей физика. Анализ процессов взаимодействия частиц высоких энергий с кристаллами вне области применимости оэр-зовскоЯ теории воомугаеннл, вместе с тем, показал. т:-о ч и
- 4 _
равках борновской теории когерентного излучения релятивистских чвотиц в кристалле далеко не все вопросы были исследована. СуЩбстЕешш при этой оказалось также то, что некоторые звкононэрности, такие, ксприквр, как приближение непре рваных цепочек или плоскостей, которые обычно используйте; пра анализе процессов в условиях интенсивного взаимодействие частиц с решеткой, естветвеннш образом проявляются при рас-сяотрении аналогичных процессов а оорновсках приближениях Это позволяет еыявить осяцио закономерности при рассмотрены] процессов взвшвдэйствня частиц с кристаллом на основе бор швеких приблишзний и вне области применимости борновскої теорли возмущений. Этим проблемам посвящена настоящая дис сертациошшя работе.
Цель работы. Целью настоящей работы является исследовав» когерентных явлений при рассеяшш и кзлучешш частиц высоки: энергий в кристалле с учетом вклада второго борцовского при блинная квантовой теории возмущений и исследование коге рентных явлений в ионизационных потерях энергии быстри кластеров а ввцветве.
В дассортации решаются сяадущяэ основные задачи:
-
Исследование механизма когерентного излучения при ультра высоких.энергиях электронов.
-
Развитие метода вычисления вклада в сечения процвесо рассаяная к излучения релятивистских частиц во внешне поло второго борцовского прибякЕвния и анализ вклада это го приблигкенил в процессы когерентного рассеяния и излу чания частиц в кристаллах.
-
Оценка поляризации некогореЕтшго излу новая релятивист
-"-
сних честэд в врастая*».
к. Исследование когерентных палаша в процессе кгогймвшавзаа
потерь аиврги* обраэуацахся в вааестав васслоааергетвчзс-
- ^ . .і, .-»1 *.
как кластеров, состоя»» иэ двух частиц.
Поэтическая и гфактичасхвя ценность я новіша работ. В гворш когерентного излучения релятивистам* едактрсвдо a сраствлла обычно рассматривались случаи, когда частица давится сод малий углом лево к одой из гиютио упшюааавизж ітошааг христаиогрв^кчвсэеюс octf, либо к casta* га. швдшЬ твковвшшх атомами крмствллогрн|вМвских плоскостей. Кеге-зонтныо еффекти при втом проявляется при взаимодействии ышктроноа либо с цепочками атомов кристалла, раслологашвеаг шраллвльно кристаллографической оса, либо с атомами, обра-synwxu параллельные друг другу кристалйогрофвчэыеав шеоевю-гтя. При ультрависока энергиях частиц, однако, могут еать вдашенц условия, когда одновременно с отмечвняыш шва ф-&эктавгя зиачитедыша вклад в излучение вносят крзстадязгра-Йкэскт плоскости более высоких порядков ("СЛВОИв" плошо-т). Кесдедоваане механизмов когерентного излучения релятв-шсгсхих электронов в кристаллах, в таких условиях проводятся ятарааэ. Практическая ценность данного исследования обусяов-іена возможностью использования излучения частиц в кристалла им создания источников -ї-излученая высокой монохрояатячяо-яц, юобходдох для проведения экспериментов в Фізик* влв-юнтарвдх частиц.
Вперше получена в ооцзм виде поправке к сечениям упруго-х> рассеяния и излучения релятивистских частиц во внесках юлях произвольной ковйигурация, связанная со вторим сорвеа-
екю*, приближением.
Впервые теоретически исследована поляризация нэкогерент-ного излучения релятивистских частиц в кристалле.
Ионизационные потери энергии высокоэнергетических элек-трошо-позитронннх пар (эффект Чудакова) и быстрых молекул в веществе исследовались во многих работах, однако общие черты и отличительные особенности этих двух явлений рассмот-
раны впервые. Цоказана возможность практического использования эффекта когерентного тормозного излучения электронов ультравысоких.энергий в кристалле для детального исследования, эффекта Чудакова на современных ускорителях.
Апробация результатов работы и-публикации. Материалы диссертации докладывались на Межнациональных совещаниях по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва,
1992. 1993, 1994, 1995, международной конференции 15th
International Conference on Atomic Collisions in Solida,
1993, London, Ontario, Canada, на семинарах ННЦ ХФГИ, и
опубликованы в 11 печатных работах.
Личный вклад соискателя. Соискателем выполнена основная часть рассчетов. дифференциальных сечений, проведен численный рассчег спектров когерентного излучения электронов в кристаллах, выполнены оценки степени поляризации некогерентного излучения электронов в кристалле, проведен сравнительный анализ аффекта Чудакова и процесса ионизационных. потерь энергии быстрых молекул в веществе.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Разрабоганная теория упругого рассеяния электронов" и по-
... I
змгронов высоких анергий во внешнем поле на малые углы с учетом вклада в сечение рассеяния второго борцовского приближения. Вывод о том, что приближение непрерывных цепочек и Плоскостей приманимо не только для описания процесса кана-лирования частиц в кристалле, но и для описания малоуглового рассеяния на атомных цепочках и плоскостях в оорновских приближениях.
-
Предсказание появления дополнительного максимума в спектре Когерентного излучения электронов ультравысоких энергий В Кристалле с высокой интенсивность», монохроматичностью и поляризацией.
-
Разработанная теория тормозного излучения электронов и позитронов во внешнем поле в борновском приближении с учетом вклада второй борновской поправки .и эффекта отдача при излучении в сэчеше процесса.
-
Предсказание существования линейной поляризации при неко-гврентном излучении релятивистских электронов и позитронов в кристалле.
-
Результаты исследования общих закономерностей и отличительных особенностей процессов ионизационных потерь энергии высокоанергетических электронно-позитронных пар и быстрых двухатомных молекул в вещества. Вывод о возмоаности экспериментального исследования эффекта Чудакова на современных ускорителях.
Структура и ооъем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.. Общид ^оъем диссертации (включая рисунка и список литературы) составляет 128 страниц машинописного текста. Диссертация со-
- 8 -держит 9 рисунков и список литературы - 97 наименований.
