|
Множественное рождение фотонов электронами с энергиями свыше 1 ТэВ в ориентированных кристаллах Кабардино Балкарский государственный университет Научный руководитель: Хоконов Мурат Хазреталиевич, доктор ф/м.нк В данной работе рассчитаны энергетические спектры и сечения излучения одиночных, жёстких фотонов, излучаемых электронами с энергиями 150 ГэВ - 4 ТэВ при прохождении их через ориентированные кристаллы под малыми углами к кристаллографическим осям. При численном моделировании использовалось квантовое синхротронное приближение. Некогерентное излучение рассчитывалось по формулам Бёте - Гайтлера, но с учётом пространственного перераспределения потока каналированных электронов. Учитывалось многократное рассеяние радиационный демпинг поперечной энергии. Результаты расчётов спектра фотонов для кристалла кремния <110> при углах влёта Практический интерес представляет анализ спектра одиночных фотонов [2]. Число излучённых фотонов (на один электрон) для толщины 1400 мкм и для энергий 150 и 4000 ГэВ для разных частотных интервалов равно, соответственно: 1.01 и 0.99 для (0.1<u<0.2); 0.65 и 0.97 для (0.2<u<0.5);
Таким образом, для целей получения большого числа фотонов ориентированный кристалл в несколько раз эффективнее АМ почти во всём спектре (в мягкой части спектра в алмазе превышение составляет более чем в 10 раз). В крайне жёсткой части Литература |
представлены на рисунке. Кривая 1 - расчёт для энергии 150 ГэВ, при толщине кристалла 1400 мкм, чёрные треугольники - эксперимент [1] (потери энергии составляют 0.58E). Кривая 2 - для энергии 4 ТэВа при толщине кристалла 165 мкм (потери энергии составляют 0.25E). По оси ординат отложен спектр энергетических потерь в единицах z/L, z - толщина мишени, L - радиационная длина. Уже при толщинах в 600 мкм и Е = 4 ТэВ электрон теряет большую часть своей энергии (0.63Е) на излучение. Видно, что даже в тонком кристалле с толщиной 165 мкм в ТэВ - ной области, происходит заметная потеря энергии (для 150 ГэВ потери составляют в этом случае 0.08Е), а спектр сильно смещён в жёсткую часть.
и 0.02 для (0.9<u<1.0). Для оценки интенсивности эти числа следует сравнивать со случаем толстой аморфной среды. Для указанных интервалов частот в аморфном кремнии с толщиной L/2 числа излучённых фотонов равны (согласно нашим расчётам): 0.26, 0.27 и 0.014, соответственно (при этом учитывалось поглощение за счёт образования пар).
, ТИ остаётся более эффективным вплоть до энергий порядка ТэВа. Кроме того, при E ~ 150 - 300 GeV в ориентированном кристалле происходит сильное подавление излучения в жёсткой части спектра из-за интенсивного излучения мягких фотонов. Эта ситуация отличается от случая, когда энергия электронов не превышает десяти ГэВ, когда превышение над ТИ в аморфной среде (на 10 - 50 процентов для толщин 200 - 500 мкм) происходит во всей части спектра за счёт перераспределения электронов в канале. При ТэВ-ных энергиях ориентированный кристалл оказывается более эффективным и в жёсткой части спектра, причём в отличии от АМ эффективность ориентированного кристалла увеличивается с ростом энергии электронов.| (c) АСФ России, 2001 |