исследование механизма сжатия сгустка заряженной плазмы в

XL Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 11 – 15 февраля 2013 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА СЖАТИЯ СГУСТКА ЗАРЯЖЕННОЙ ПЛАЗМЫ В
ЛОВУШКЕ ПЕННИНГ-МАЛМБЕРГОВСКОГО ТИПА
Е.В. Ахманова, М.К. Есеев*, А.Г. Кобец, И.Н. Мешков, А.Ю. Рудаков, А.А. Сидорин,
С.Л. Яковенко
ОИЯИ, Дубна, Россия, meshkov@jinr.ru
*
Северный Арктический федеральный университет им. М.В. Ломоносова, Архангельск,
Россия, m.eseev@narfu.ru
Долговременное удержание сгустков заряженной плазмы позитронов и антипротонов
делает возможным генерацию и исследование свойств антиводорода [1] и других
экзотических атомов. В этих целях используются ловушки Пеннинг-Малмберговского типа.
В качестве источника позитронов используется радиоактивный препарат 22Na. Ловушка
позволяет накопить, удержать и сформировать сгусток позитронов высокой интенсивности
для дальнейших экспериментов по атомной и молекулярной физике [2,3]. Для повышения
эффективности накопления в ловушке обычно оптимизируются давление буферного газа,
значения удерживающих магнитных и электрических полей, и используется вращающееся
электрическое поле, производящее (как считается [4]) сжатие сгустка. Механизм действия
последнего не имеет до сих пор ясного теоретического объяснения. В данной работе
представлены экспериментальные результаты исследования накопления и удержания сгустка
позитронов низкой интенсивности и динамики сгустка заряженной плазмы в данной
ловушке. Обнаружено, что при низкой интенсивности сгустка позитронов вращающееся
поле не оказывает влияния на время жизни позитронов в ловушке. В то же время в
экспериментах
с накоплением позитронов [4] при более высокой интенсивности
вращающееся поле увеличивает время жизни частиц в ловушке и производит сжатие сгустка.
В данной работе представлены результаты расчета процесса замедления, захвата и
охлаждения до комнатных температур пучка низкоэнергетических (1 – 10 эВ) позитронов в
область накопления ловушки в результате упругих и неупругих столкновений с молекулами
буферного газа N2, а также производится исследования динамики сгустка заряженной
плазмы в полях ловушки. Обсуждается возможный механизм сжатия и удержания сгустка
заряженной плазмы, проводится сравнение с механизмами сжатия, предложенными в
работах [4-7]. Теоретические расчеты сопоставляются с данными эксперимента на ловушке
Пеннинг-Малмберговского типа установки LEPTA (ОИЯИ, Дубна) [8]. Представлены
результаты экспериментов по исследованию динамики сгустка заряженной плазмы в данной
ловушке.
Работа поддержана грантами РФФИ №12-02-00072, ФЦП "Научные и научнопедагогические кадры инновационной России" соглашение № 14.А18.21.1302.
Литература.
[1]. C. Amole, M.D. Ashkezari, M. Baquero-Ruiz et al., 483, 439 (2012).
[2]. J.R. Danielson, A.C.L. Jones, M.R. Natisin, and C.M. Surko, Phys. Rev. Lett., 109, 11301
(2012).
[3]. D.B. Cassidy, T.H. Hisakado, H.W.K. Tom, and A.P. Mills, Jr., Phys. Rev. Lett., 108, 133402
(2012).
[4]. J.R. Danielson and C.M. Surko, Phys. Plasmas, 13 (2006), 055706.
[5]. R.G. Greaves and J.M. Moxom, Phys. Plasmas, 15 (2008), 072304.
[6]. C.A. Isaac, C.J. Baker, T. Mortensen, Phys. Rev. Lett., 107, 033201 (2011).
[7]. D.L. Eggleston, Phys. Plasmas, 19, 042307 (2012).
[8]. E.V. Akhmanova, M.K. Eseev, A.G. Kobets et al., Physics of Particles and Nuclei Letters, 9,
373 (2012).
1