Переходное излучение: от теории к применению в физике высоких энергий.
Transition radiation
Переходное излучение: теория, возникновение при прохождении заряженных частиц через среды с границей. Отличие от излучения Черенкова, открытие Гинзбурга и Франка.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Переходное излучение (TR) — это форма электромагнитного излучения, возникающая при прохождении заряженной частицы через неоднородные среды, например, границу между двумя различными средами. Это отличается от излучения Черенкова, которое возникает, когда заряженная частица движется в однородной диэлектрической среде со скоростью, превышающей фазовую скорость электромагнитных волн в этой среде.
Transition radiation (TR) is a form of electromagnetic radiation emitted when a charged particle passes through inhomogeneous media, such as a boundary between two different media. This is in contrast to Cherenkov radiation, which occurs when a charged particle passes through a homogeneous dielectric medium at a speed greater than the phase velocity of electromagnetic waves in that medium.
История
Переходное излучение было теоретически продемонстрировано Гинзбургом и Франком в 1945 году. Они показали существование переходного излучения при перпендикулярном прохождении заряженной частицы через границу между двумя различными однородными средами. Частота излучения, испускаемого в направлении, противоположном движению частицы, в основном лежала в диапазоне видимого света. Интенсивность излучения была логарифмически пропорциональна фактору Лоренца частицы. После первого наблюдения переходного излучения в оптическом диапазоне многие ранние исследования показали, что применение оптического переходного излучения для детектирования и идентификации отдельных частиц, по-видимому, сильно ограничено из-за его изначально низкой интенсивности. Интерес к переходному излучению возродился, когда Гарибян показал, что для ультрарелятивистских частиц излучение должно также возникать в рентгеновском диапазоне. Его теория предсказала ряд замечательных свойств переходного излучения в рентгеновском диапазоне. В 1959 году Гарибян теоретически показал, что потери энергии ультрарелятивистской частицы при излучении ТИ при прохождении границы между средой и вакуумом прямо пропорциональны фактору Лоренца частицы. Теоретическое открытие рентгеновского переходного излучения, прямо пропорционального фактору Лоренца, позволило расширить использование ТИ в физике высоких энергий. Таким образом, с 1959 года начались интенсивные теоретические и экспериментальные исследования ТИ, и особенно рентгеновского ТИ.
Transition radiation was demonstrated theoretically by Ginzburg and Frank in 1945. They showed the existence of Transition radiation when a charged particle perpendicularly passed through a boundary between two different homogeneous media. The frequency of radiation emitted in the backwards direction relative to the particle was mainly in the range of visible light. The intensity of radiation was logarithmically proportional to the Lorentz factor of the particle. After the first observation of the transition radiation in the optical region, many early studies indicated that the application of the optical transition radiation for the detection and identification of individual particles seemed to be severely limited due to the inherent low intensity of the radiation. Interest in transition radiation was renewed when Garibian showed that the radiation should also appear in the x ray region for ultrarelativistic particles. His theory predicted some remarkable features for transition radiation in the x ray region. In 1959 Garibian showed theoretically that energy losses of an ultrarelativistic particle, when emitting TR while passing the boundary between media and vacuum, were directly proportional to the Lorentz factor of the particle. Theoretical discovery of x ray transition radiation, which was directly proportional to the Lorentz factor, made possible further use of TR in high energy physics. Thus, from 1959 intensive theoretical and experimental research of TR, and x ray TR in particular began.