論文の概要: First detection of collective oscillations of a stored deuteron beam
with an amplitude close to the quantum limit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.07582v2
- Date: Tue, 9 Nov 2021 11:24:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-14 18:12:07.089805
- Title: First detection of collective oscillations of a stored deuteron beam
with an amplitude close to the quantum limit
- Title（参考訳）: 量子限界に近い振幅を持つ記憶された重陽子ビームの集団振動の最初の検出
- Authors: J. Slim, N.N. Nikolaev, F. Rathmann, A. Wirzba, A. Nass, V. Hejny, J.
Pretz, H. Soltner, F. Abusaif, A. Aggarwal, A. Aksentev, A. Andres, L.
Barion, G. Ciullo, S. Dymov, R. Gebel, M. Gaisser, K. Grigoryev, D. Grzonka,
O. Javakhishvili, A. Kacharava, V. Kamerdzhiev, S. Karanth, I. Keshelashvili,
A. Lehrach, P. Lenisa, N. Lomidze, B. Lorentz, A. Magiera, D. Mchedlishvili,
F. M\"uller, A. Pesce, V. Poncza, D. Prasuhn, A. Saleev, V. Shmakova,
H.Str\"oher, M. Tabidze, G. Tagliente, Y. Valdau, T. Wagner, C. Weidemann, A.
Wro\'nska, M. \.Zurek
- Abstract要約: COSYにおける重陽子ビームのコヒーレントベータトロン振動について検討した。
個々の粒子のゼロ点(基底状態)ベータトロン振動の振幅は、ハイゼンベルクの不確実性限界よりも約10倍大きい。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigated coherent betatron oscillations of a deuteron beam in the
storage ring COSY, excited by a detuned radio-frequency Wien filter. The beam
oscillations were detected by conventional beam position monitors. With the
currently available apparatus, we show that oscillation amplitudes down to
\SI{1}{\micro \meter} can be detected. The interpretation of the response of
the stored beam to the detuned radio-frequency Wien filter is based on
simulations of the beam evolution in the lattice of the ring and realistic
time-dependent 3D field maps of the Wien filter. Future measurements of the
electric dipole moment of protons will, however, require control of the
relative position of counter-propagating beams in the sub-picometer range.
Since here the stored beam can be considered as a rarefied gas of uncorrelated
particles, we moreover demonstrate that the amplitudes of the zero-point
(ground state) betatron oscillations of individual particles are only a factor
of about 10 larger than the Heisenberg uncertainty limit. As a consequence of
this, we conclude that quantum mechanics does not preclude the control of the
beam centroids to sub-picometer accuracy. The smallest Lorentz force exerted on
a single particle that we have been able to determine is \SI{10}{aN}.
- Abstract（参考訳）: 蓄音リングcosyにおける重陽子ビームのコヒーレントベータトロン振動について検討した。
ビーム振動は従来のビーム位置モニターにより検出された。
現在入手可能な装置では、振動振幅を \si{1}{\micro \meter} まで検出できることが示される。
遅延した無線周波数Wienフィルタに対する記憶されたビームの応答の解釈は、リングの格子におけるビームの進化と、Wienフィルタの現実的な時間依存性3Dフィールドマップのシミュレーションに基づいている。
しかし、将来の陽子の電気双極子モーメントの測定には、対向伝播ビームの相対的な位置をサブピクタの範囲で制御する必要がある。
ここで蓄積されたビームは非相関粒子の希薄な気体と見なすことができるので、個々の粒子の零点(基底状態)ベータトロン振動の振幅はハイゼンベルクの不確かさの限界よりも約10倍大きいことが示される。
この結果、量子力学は、ビームセントロイドの制御をサブピクタの精度で妨げるものではないと結論付けている。
我々が決定できた1つの粒子上の最小のローレンツ力は \si{10}{an} である。
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