Научная тема: «ДИНАМИКА ПУЧКОВ В ИОННЫХ НАКОПИТЕЛЯХ ПРИ ОПРЕДЕЛЯЮЩЕМ ВЛИЯНИИ ПРОЦЕССОВ РАССЕЯНИЯ»
Специальность: 01.04.20
Год: 2013
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Результаты экспериментального и численного исследований упорядоченного состояния протонных пучков на накопителях COSY (FZJ, Germany) и S-LSR (Kyoto University, Japan). Достижение упорядоченного состояния протонного пучка в экспериментах с электронным охлаждением на накопителе S-LSR.
  2. Развитие теории внутрипучкового рассеяния в районе фазового перехода в кристаллическое состояние при сверхнизких температурах и малой интенсивности заряженных частиц, показавшее аномальное поведение продольной компоненты скорости нагрева. Формулировка зависимости продольного разброса по импульсам в пучке от количества циркулирующих частиц и условия по ограничению тока электронного пучка, когда возможно достижение упорядоченного состояния ионных пучков в накопителях с электронным охлаждением.
  3. Результаты экспериментального и численного исследований процесса рассеяния пучков заряженных частиц в экспериментах с различными типами внутренних газовых мишеней на накопителях COSY (FZJ, Germany) и ESR (GSI, Germany). Численные модели процесса рассеяния заряженных частиц на атомах остаточного газа и газовых мишенях, используемые для анализа экспериментов с длительным временем обращения пучка в накопителе с учетом оптической структуры накопителя и геометрических параметров мишеней.
  4. Результаты экспериментов и численного моделирования по взаимодействию пучков заряженных частиц с плотной корпускулярной (pellet) мишенью на накопителе COSY (FZJ, Germany). Численная модель корпускулярной мишени, которая позволяет точно оценивать взаимодействие частиц пучка с плотными частичками мишени в масштабах времени, значительно превышающих время взаимодействия. Аналитическая зависимость отношения эффективной светимости к пиковой и численный алгоритм вычисления эффективной светимости, учитывающий микроструктуру корпускулярной мишени и предельные параметры детекторов эксперимента PANDA (FAIR, Germany).
  5. Новый физико-математический метод моделирования динамики пучков в ионных накопителях в случае, когда время развития процессов, действующих на пучок, на несколько порядков превосходит время обращения пучка в накопителе. Новый способ отображения суммарного эффекта активных процессов на проекциях фазового объема пучка, позволяющий описывать основные процессы рассеяния пучков с возможностью комбинирования нескольких алгоритмов моделирования динамики частиц.
  6. Новая аналитическая модель внутрипучкового рассеяния для произвольного распределения частиц в пучке. Алгоритм локальных взаимодействий, разработанный на основе этой модели, и результаты его численного тестирования на основе имеющихся экспериментальных данных. Библиотека стандартных моделей внутрипучкового рассеяния, позволяющая производить исследование точности вычислений с помощью этих моделей.
Список опубликованных работ
1.И.Н.Мешков, А.В.Смирнов, Е.М.Сыресин. Интенсивный электронный пучок в методе электронного охлаждения. Прикладная физика, 3 (2002) 8-24.

2.E. Syresin, N.Alekseev, V.Bykovsky, A. Smirnov et al. Project of TWAC electron cooler. Physica Scripta, 104, (2003) 160-163.

3.И.Н. Мешков, П.Р. Зенкевич, Н.Н. Алексеев, А.В. Смирнов и др. Перспективы применения электронного охлаждения в накопителе ионов ИТЭФ. Атомная энергия, 94 (2003).

4.В.Миттиг, П.Россель-Шома, А.Сидорин, А.Смирнов и др. Индивидуальная инжекция, охлаждение и группировка радиоактивных ионов в накопительном кольце. Атомная энергия, 94 (2003) 37-42.

5.И.Мешков, А.Сидорин, А.Смирнов, Е.Сыресин, И.Титкова, Б.Миттиг, П.Россель-Шома. Инжекция, охлаждение и накопление в кольце отдельных радиоактивных ионов. Атомная энергия , 94 (2003) 51-54.

6.И.Н.Мешков, А.В.Смирнов, Е.М.Сыресин, Г.В.Трубников, А.О.Сидорин. Кристаллические пучки в накопителях заряженных частиц. Письма в ЭЧАЯ, т. 1, № 3 (120), (2004) 32-38.

7.W. Mittig, P. Roussel-Chomaz, I.Meshkov, A. Smirnov, E. Syresin, A.Sidorin. Individual rare radioactive ion injection, cooling and storage in a ring. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, NIM A, 532, (2004) 262-270.

8.H. Tsutsui, T. Katayama, I. Meshkov, A. Sidorin, A. Smirnov, E. Syresin, D.Moehl. MD simulation of beam ordering. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, NIM A, 532 (2004) 371–375.

9.I.Meshkov, D.Moehl, T.Katayama, A.Smirnov et al. Numerical simulation of crystalline ion beams in storage ring. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, NIM A, 532 (2004) 376-381.

10.I. Meshkov, T. Katayama, A. Sidorin, A. Smirnov, E. Syresin, G. Trubnikov, H. Tsutsui. Simulation of crystalline beams in storage ring using molecular dynamics technique. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, NIM A, 558 (2006) 303-307.

11.I.N.Meshkov, A.O.Sidorin, I.A.Seleznev, A.V.Smirnov, E.V.Syresin, G.V.Trubnikov. BETACOOL program for simulation of beam dynamics in storage rings. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, NIM A, 558 (2006) 325-328.

12.И.Н.Мешков, Р.В.Пивин, А.О.Сидорин, А.В.Смирнов, Г.В.Трубников. Численное моделирование динамики частиц в накопителях с использованием программы BETACOOL. Письма в ЭЧАЯ, т.3, №7 (136), (2006) 84-88.

13.A.V. Fedotov, B. Gålnander, V. N. Litvinenko, A. Smirnov et al. Experimental studies of the magnetized friction force. Physical Review E, 73, 066503 (2006) 9 p.

14.T. Shirai, M. Ikegami, A. Noda, A. Smirnov, et al. One-Dimensional Beam Ordering of Protons in a Storage Ring. Physical Review Letters, 98, 204801 (2007) 4 р.

15.D.Oeller, L. Barion, S. Barsov, A.Smirnov et al. Polarizing a stored proton beam by spin flip. Physics Letters B, 674, 4-5 (2009) 269-275.

16.V.Gostishchev, C.Dimopoulou, A.Dolinskii, F.Nolden, M.Steck, A.Smirnov. Comparison of measurements and simulations of internal target effects in the ESR storage ring. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, NIM A, 641 (2011) 12-18.

17.С.А.Костромин, И.Н.Мешков, А.О.Сидорин, А.В.Смирнов и др. Применение методов охлаждения пучков в проекте NICA. Письма в ЭЧАЯ, т.9, №4-5(174-175), (2012) 537-562.

18.Е.В.Ахманова, А.В.Иванов, А.Г.Кобец, А.В.Смирнов и др. Проект высоковольтной системы электронного охлаждения коллайдера NICA. Письма в ЭЧАЯ, т.9, №4-5(174-175), (2012) 597-603.

19.Н.Н.Агапов, Д.Е.Донец, В.М.Дробин, А.В.Смирнов и др. Сверхпроводящий экран для соленоида системы электронного охлаждения. Письма в ЭЧАЯ, т.9, №4-5(174-175) (2012) 689-693.

20.M. Nakao, T. Hiromasa, H. Souda, A.Smirnov, et.al. Resonance coupling induced enhancement of indirect transverse cooling in a laser-cooled ion beam. Physical Review Special Topics - Accelerators and Beams 15, 110102 (2012) 8 p.

21.C. Welsch, A.Papash. O. Gorda, A.Smirnov et al. Ultra-low energy storage ring at FLAIR. Hyperfine Interaction, 213 (2012) 205–215.

22.I.Meshkov, A.Sidorin, A.Smirnov, E.Syresin, T.Katayama. Ordered state of ion beams. Preprint RIKEN-AF-AC-34, Japan (2002).

23.I.Meshkov, A.Sidorin, A.Smirnov, E.Syresin, T.Katayama, H.Tsitsui, D.Mohl. Simulation Study of Ordered Ion Beams. Prepirnt RIKEN-AF-AC-42 (2003).

24.I.N. Meshkov, A.V. Smirnov, E.M. Syresin. Intensive electron beam in electron cooling method. Proceeding of SPIE, 5025 (2003) 98-112.

25.I.Meshkov, A.Smirnov, G.Trubnikov, R.Maier et al. Electron cooling application for luminosity preservation in an experiment with internal targets at COSY. Juel-4031, ISSN:0944-2952, Institute fur Kernfhysik, Juelich, Germany (2003).

26.I. Meshkov, T. Katayama, A. Smirnov, E. Syresin et al. Ordered ion beam in storage rings. Proceeding of European Particle Accelerator Conference (EPAC 2004) Lucerne, Switzerland (2004) 2715-2717.

27.A.V. Fedotov, I. Ben-Zvi, Yu. Eidelman, A. Smirnov et al. IBS for Ion Distribution under Electron Cooling. Proceedings of Particle Accelerator Conference (PAC 2005), Oak Ridge National Laboratory, Knoxville, USA (2005) 4263-4265.

28.J.Dietrich, I.Meshkov, A.Sidorin, A.Smirnov, J.Stein. Studies of Beam Dynamics in Cooler Ring. Proceeding of International Workshop on Beam Cooling and Related Topics (COOL2005), FNAL, Galena, USA, (2005) 154-158.

29.V. Gostishchev, C. Dimopoulou, K. Beckert, A. Smirnov et al. Internal Target Effects in the ESR Storage Ring with Cooling. Proceedings of European Particle Accelerator Conference (EPAC 2006), Edinburgh, UK (2006) 202-204.

30.A. Noda, S. Fujimoto, M. Ikegami, A. Smirnov et al. Ion Cooler Storage Ring S-LSR. Proceedings of European Particle Accelerator Conference (EPAC 2006), Edinburgh, UK, (2006) 237-239.

31.C.Welsch, A.Smirnov. Cooling Rates at Ultra-Low Energy Storage Rings as Calculated with BETACOOL. Proceedings of European Particle Accelerator Conference (EPAC 2006), Edinburgh, UK (2006) 1633-1635.

32.T. Shirai, S. Fujimoto, M. Ikegami, A. Smirnov et al. Commissioning of Electron Beam Cooling at S-LSR. Proceeding of ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on High Intensity and High Brightness Hadron Beams (HB 2006) KEK, Tsukuba, Japan, (2006) 247-249.

33.A. Kobets, I. Meshkov, A. Smirnov, A.Sidorin et al. Experiments on Proton Beam Ordering by Electron Cooling. IKP annual report, FZ Julich, Germany (2006) 128-129.

34.I. Meshkov, Yu. Korotaev, A. Smirnov, A.Sidorin et al. Electron Cooling of Proton Beam at COSY and S-LSR. Proceedings of Russian Particle Accelerator Conference (RuPAC 2006), ИЯФ, Новосибирск, Россия (2006).

35.Meshkov, R.Pivin, A.Sidorin, A.Smirnov, G.Trubnikov. BETACOOL code for simulation of long term beam dynamics in ion storage rings. Proceedings of Russian Particle Accelerator Conference (RuPAC’2006), ИЯФ, Новосибирск, Россия (2006).

36. A. Noda, T. Shirai, H. Souda, A. Smirnov et al. Experimental Approach to Ultra-Cold Ion Beam at S-LSR. Proceedings of Particle Accelerator Conference (PAC 2007) FNAL, Albuquerque, USA (2007) 2035-2037.

37. A. V. Smirnov, I. N. Meshkov, A. O. Sidorin, et al. Necessary Condition for Beam Ordering. Proceeding of Workshop on Beam Cooling and Related Topics. Bad Kreuznach, Germany (2007).

38.I.Meshkov, A.Sidorin, A.Smirnov, A.Noda et.al. Investigation of ordered proton beams at S-LSR. Preprint HIMAC-126, NIRS, Inage, Japan (2007).

39.A.Smirnov, A.Sidorin, D.Krestnikov, R.Pivin, D.Prasuhn, M.Wolke. Simulation of Pellet Target Experiments with BETACOOL Code. Proceedings of Russian Particle Accelerator Conference (RuPAC 2008) Zvenigorod, Russia (2008) 9-11.

40.T. Shirai, M. Ikegami, H. Souda, A. Smirnov et al. One-Dimentional Ordering of Protons by the Electron Cooling. Proceedings of European Particle Accelerator Conference (EPAC 2008), Genoa, Italy (2008) 3485-3487.

41.D. Krestnikov, A. Smirnov, A. Sidorin, I. Meshkov et al. Crystalline Beam Simulations. Proceedings of European Particle Accelerator Conference (EPAC 2008) Genoa, Italy, (2008) 1747-1749.

42.A.V. Smirnov, A.O. Sidorin, D.A. Krestnikov. Effective Luminosity Simulation for PANDA Experiment at FAIR. Proceeding of Workshop on Beam Cooling and Related Topics (COOL 2009), IMP, Lanzhou, China (2009) 127-129.

43.A. Noda, M. Nakao, H. Souda, A.V. Smirnov et al. Resent Approach to Crystalline Beam with Laser Cooling at ion Storage Ring, S-LSR. Proceedings of Particle Accelerator Conference (PAC 2009), Vancouver, Canada (2009) 3260-3262.

44.A.V. Fedotov, A. O. Sidorin, A. V. Smirnov. IBS for Non-Gaussian Distributions. Proceedigns of 46th ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on High-Intensity and High-Brightness Hadron Beams (HB2010), Morschach, Switzerland (2010) 62-66.

45.A.Papash, A.Smirnov, M.Siggel-King,C.Welsch. Long Term Beam Dynamics in Ultra-Low Energy Storage Rings. Proceedings of International Particle Accelerator Conference (IPAC2011), San Sebastián, Spain (2011) 2166-2168.

46.S.Kostromin, I.Meshkov, A.Sidorin, A.Smirnov, G.Trubnikov. Application of Cooling Methods to NICA projects. Proceedings of Workshop on Beam Cooling and Related Topics (COOL 2011), Alushta, Ukraine (2011) 25-30.