Stokastisk kylning är en metod för att kyla strålar av laddade partiklar i acceleratorer . Metoden föreslogs av Van der Meer 1968 [1] och användes först för att kyla protoner i ISR- ringen vid CERN International Center 1975. Uppfinningen belönades med Nobelpriset i fysik 1984, tilldelat Van der Meer (tillsammans med Carlo Rubbia ).
Grunden för handlingsprincipen är lättast att förstå på rörelsen av en enda partikel. Kylning är minskningen av de transversella momentumkomponenterna. Om partikeln har en transversell rörelsemängd som inte är noll, utför den betatronoscillationer i synkrotronens fokuseringsstruktur . Genom att mäta partikelns avvikelse från jämviktsbanan med en känslig sensor (pickup) är det möjligt, genom att förstärka signalen, att applicera den på ingången av ett snabbt impulselement ( kicker ), vilket kommer att dämpa svängningarna. Det är nödvändigt att signalen anländer till kickern samtidigt med partikelstrålen, det vill säga på grund av fördröjningar i förstärkaren, för relativistiska partiklar måste vägen för signalen vara kortare än vägen längs omloppsbanan. Det är också nödvändigt att ett udda antal fjärdedelar av betatronoscillationer får plats mellan pickupen och kickern [2] [3] .
Den verkliga strålen består av en uppsättning (10 6 −10 13 ) partiklar. Men med en tillräckligt bredbandsförstärkare är det möjligt att spåra fluktuationer i koordinaten för tyngdpunkten längs strålen. Om strålen är obuntad sker en blandning av partiklarna i längdriktningen, vilket gör kylningen effektiv över många varv. Hittills har försök till stokastisk kylning av en buntstråle inte varit framgångsrika.
Longitudinell kylning (minskning av longitudinell pulsspridning) är också möjlig. För detta, den sk. Palmers pickup , det vill säga sensorn placerad vid den punkt där spridningsfunktionen är stor . Detta gör det möjligt att mäta rörelsemängdsavböjningen av partiklar och sända en signal till en struktur som accelererar eller bromsar partiklar.
I Ryssland användes stokastisk kylning först vid JINR vid Nuclotron-acceleratorn 2013 [4] [5] .