сегодня: 05.12.2020

[сделать стартовой]

Рубрики
Общество
Экономика
Политика
Спорт
Наука
Культура
Образование
Здравоохранение
Информационные технологии
Силовые структуры
Криминал
Происшествия
Экология
Недвижимость
Нск-риэлт
Байкал
Национальные проекты
Лес - богатство Сибири
Нефть и газ Сибири
Сибирский уголь
Научно-технический прогресс
Сибиряки
Мир вокруг нас
Интервью
Актуально

Сибирский федеральный округ
Наука и жизнь

Луна образовалась в результате ядерного взрыва


Видеокамеры для "супермена"


"Конец света" в прямом смысле слова


Земные океаны и атмосфера появились благодаря метеоритной бомбардировке


Солнце на Земле


Искусственный интеллект совсем рядом



ТОП-20 инженерных чудес света



Четвероногий друг


Новости Байкала

2020-10-22 14:11:00 /РИА "Сибирь" /Новосибирск

Новосибирские ученые разработали необычный сверхпроводящий магнит для "СКИФа"





Специалисты Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН разработали прототип необычного сверхпроводящего эллиптического ондулятора. Это система с периодическим магнитным полем, генерирующим ондуляторное излучение (ОИ) с циркулярно-поляризованным излучением. При движении внутри ондулятора электрон попадает в поперечное магнитное поле, изменяющееся по спирали и генерирует циркулярно-поляризованное излучение.

Хотя эксперименты со спиральными ондуляторами с вращающимся магнитным полем ведутся с 70-х годов прошлого века, схема установки, предложенная в Институте, реализована впервые в мире.

Планируется, что данный вид магнитов будет использоваться на экспериментальных станциях центра коллективного пользования "Сибирский кольцевой источник фотонов" (СКИФ) и позволит пользователям работать с методом рентгеновского магнитного дихроизма, необходимого для изучения веществ со сложной магнитной структурой, например, редкоземельных элементов или молекулярных магнетиков. Результаты
 работы были представлены на конференции Synchrotron and Free electron laser Radiation: generation and application (SFR-2020).

Ондулятор - это устройство с периодическим магнитным полем, генерирующее когерентное ондуляторное излучение в синхротроне. От качества магнитного поля в ондуляторе зависит качество излучения, которое получат пользователи на экспериментальных станциях, а, следовательно, и результаты их исследований. В физике точность магнитного поля в ондуляторе выражается в общепринятой величиной - фазовой ошибке. Чем меньше фазовая ошибка, тем выше яркость излучения. Среднеквадратичная ошибка три градуса вполне приемлема для многих экспериментов.

Одна из разработок специалистов ИЯФ СО РАН - эллиптический ондулятор, в котором благодаря необычной расстановке сверхпроводящих магнитных катушек, создается магнитное поле, изменяющееся по спирали вдоль ондулятора. На данный момент разработан и создан его прототип. Предполагается, что в будущем данный вид ондулятора будет использоваться на экспериментальных станциях ЦКП "СКИФ".

"Сверхпроводящие катушки ставятся крест-накрест под углом 90 градусов, таким образом, выходящее, как обычно, вверх магнитное поле из нижнего ряда катушек сталкивается с противоположно направленным магнитным полем из верхнего ряда катушек, – рассказывает аспирант ИЯФ СО РАН Павел Каноник. – Встретившись, ни одно из этих полей уже не может замкнуться на самом себе, поэтому начинает искать альтернативное направление. Желание магнитного поля найти способ замкнуться создает добавочную магнитную компоненту - поперечную, что, в свою очередь, создает магнитное поле, вращающееся по спирали. Ондулятор называется эллиптическим, потому что поперечная компонента магнитного поля на 30% меньше продольной, так что общее магнитное поле имеет форму растянутого круга, эллипса".

Вид синхротронного излучения, при котором фотоны закручиваются по спирали, необходим пользователям для работы с методом рентгеновского магнитного дихроизма. Данный метод позволяет изучать вещества со сложной магнитной структурой, например, редкоземельные элементы, которые используются в различных отраслях техники: в радиоэлектронике, приборостроении, атомной и химической промышленности, в металлургии. Так на основе элементов неодима, иттрия, самария и других получают сплавы с рекордными магнитными свойствами для создания постоянных магнитов огромной мощности. Также современное материаловедение активно занимается созданием новых полифункциональных материалов с заданными магнитными свойствами – молекулярных магнетиков, которые обладают низкой плотностью, механической гибкостью, высокой намагниченностью, низкой магнитной анизотропией. Одна из основных областей применения таких материалов – молекулярная электроника, занимающаяся разработкой компактных устройств со сверхъемкой магнитной памятью.

Для того чтобы получать детальную информацию о магнитной структуре магнетиков с использованием рентгеновского излучения, необходима возможность быстрого переключения правой и левой поляризации излучения. У эллиптического ондулятора, разработанного и созданного в ИЯФ СО РАН, такая возможность предусмотрена.

"Некоторые вещества, например, редкоземельные элементы, имеют очень сложную магнитную структуру, – рассказывает советник дирекции ИЯФ СО РАН, доктор физико-математических наук Николай Мезенцев. - Для того чтобы при помощи рентгеновского излучения получать информацию только о ней, нужно уметь отделять рассеяние излучения на магнитных моментах от остальной информации – рассеяния на электронах атомов, электрическом поле ядер вещества - в данном случае ненужной. Это можно сделать при помощи переключения поляризации излучения в ондуляторе. Быстро меняя поляризацию с левой на правую и наоборот, а потом вычитая полученные результаты, мы получаем информацию только о взаимодействии фотонов с магнитным полем. Конструкция нашей системы, состоящая из двух эллиптических ондуляторов с левой и правой спиралью поля и быстрых корректоров между ними, сдвигающих орбиту летящих электронов так, что излучение экспериментатору идет то с левой, то с правой поляризацией, позволяет это делать".

В мире эксперименты со спиральными ондуляторами с циркулярно меняющимся магнитным полем ведутся с 70-х годов XX века, но переключение поляризации в них невозможный или технически очень сложный процесс. По словам специалистов ИЯФ СО РАН, предложенная в Институте система сверхпроводящего ондулятора с эллиптическим полем и переключением поляризации первая в мире.

"На данный момент мы создали прототип ондулятора и получили первые экспериментальные результаты - продемонстрировали эллиптическое магнитное поле. В будущем он может быть установлен на экспериментальных станциях ЦКП "СКИФ" для работы с методом рентгеновского магнитного дихроизма - запрос от пользователей уже есть, и они будут довольны, ведь ИЯФ СО РАН известен во всем мире производством сверхпроводящих вигглеров, которые генерируют синхротронное излучение с нужными характеристиками", – добавляет Павел Каноник.

Проект ЦКП "СКИФ" создается в рамках национального проекта "Наука" с целью реализации современной отечественной сети источников синхротронного излучения. нового поколения в России, и является флагманом программы развития Новосибирского научного центра, известной как "Академгородок 2.0". ЦКП "СКИФ" - это центр коллективного пользования, который будет включать в себя не только ускорительный комплекс, но и развитую пользовательскую инфраструктуру: экспериментальные станции и лабораторный комплекс.

Создание источника синхротронного излучения планируется завершить в 2023 году, что позволит начать проведение научных исследований уже в 2024 году. Ориентировочная стоимость проекта оценивается в 37,1 млрд рублей, отметила руководитель пресс-службы ИЯФ СО РАН Алла Сковородина.



Cмотрите также:  Наука  Новосибирская область
Архив
пн вт ср чт пт сб вск
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
Поиск по сайту
Что? Где? Когда?
Сохраним Байкал!

Экологический кризис на Байкале: новый эпизод с сине-зелеными водорослями
Все о клещах

Новосибирские ученые: как уберечься от заболеваний, переносимых клещами

Планета Земля

2036 год: Апофеоз или Апокалипсис?


Катастрофы: возможность или неизбежность
Реклама

Универсальная вебкамера за 1190 рублей, функция автоматической записи
*******
О проекте Контакты Партнеры  
Rambler's Top100
Copyright © 2004-2020 РИА "Сибирь"
E-mail: rian@cn.ru
Телефон: 8(383) 214-20-12