储存环的两种运行模式分别是什么？对实验有何影响？

问题描述

精选答案

储存环是一种使粒子循环运动以积累束流强度并提高粒子相互作用机会的环形加速装置，其两种常见运行模式及对实验的影响如下：

单束团运行模式

• 模式介绍：在单束团运行模式下，储存环中只有一个束团在循环运动。这种模式下束团的结构相对简单，束流特性较为集中。
• 对实验的影响
  • 时间分辨实验：非常适合时间分辨实验，因为单束团可以提供精确的时间标记。例如在超快动力学实验中，研究人员可以利用单束团精确控制脉冲时间，从而研究物质在极短时间尺度内的变化过程。
  • 高亮度实验：能提供高亮度的束流，在同步辐射实验中，单束团模式可以产生更亮的X射线脉冲，有利于对样品进行高分辨率成像和结构分析。

多束团运行模式

• 模式介绍：多束团运行模式下，储存环中有多个束团同时循环运动。这些束团按照一定的间隔分布在环中。
• 对实验的影响
  • 高平均流强实验：多束团模式可以提供较高的平均流强，适用于需要大量粒子参与的实验。比如在核物理实验中，高平均流强可以增加粒子之间的碰撞概率，从而提高实验数据的统计精度。
  • 连续测量实验：由于多束团是连续循环的，可以进行连续的测量。在某些材料科学实验中，可以利用多束团模式对样品进行持续的辐照，研究材料在长时间辐照下的性能变化。

运行模式	特点	适合实验类型	具体例子
单束团运行模式	束流特性集中，只有一个束团循环	时间分辨实验、高亮度实验	超快动力学实验、同步辐射成像
多束团运行模式	多个束团同时循环，平均流强高	高平均流强实验、连续测量实验	核物理实验、材料辐照实验