حزمة الجسيمات المشحونة

حزمة الجسيمات المشحونة هي مجموعة متمركزة مكانيًا من الجسيمات المشحونة كهربائيًا ، والتي تتشابه تقريبًا في الموقع والطاقة الحركية (مما ينتج عنه نفس السرعة ) والاتجاه. تكون الطاقة الحركية لهذه الجسيمات أكبر بكثير من طاقتها عند درجة حرارة الغرفة . إن الطاقة العالية والاتجاهية المحددة لحزم الجسيمات المشحونة تجعلها مفيدة في العديد من تطبيقات فيزياء الجسيمات (انظر تطبيقات حزم الجسيمات وتقنية حزم الإلكترونات ).

يمكن تقسيم هذه العوارض إلى فئتين رئيسيتين:

1. العوارض غير المجمعة ( العوارض الانزلاقية ^{[ 1 ]} أو عوارض التيار المستمر )، والتي ليس لها بنية فرعية طولية في اتجاه حركة العارضة.
2. الحزم المجمعة ، حيث يتم توزيع الجسيمات في نبضات (حزم) من الجسيمات. تُعد الحزم المجمعة الأكثر شيوعًا في المنشآت الحديثة، حيث تتطلب معظم مسرعات الجسيمات الحديثة حزمًا مجمعة للتسريع. ^{[ 2 ]}

بافتراض التوزيع الطبيعي لمواقع الجسيمات والنبضات، فإن حزمة الجسيمات المشحونة (أو حزمة من الحزمة) تتميز بـ ^{[ 3 ]}

• نوع الجسيم، على سبيل المثال الإلكترونات أو البروتونات أو نوى الذرات
• متوسط ​​طاقة الجسيمات، وغالبًا ما يتم التعبير عنها بوحدة الإلكترون فولت (عادةً من keV إلى GeV).
• تيار الجسيمات (المتوسط)، والذي يُعبر عنه غالبًا بالأمبير
• حجم حزمة الجسيمات، وغالبًا ما يتم ذلك باستخدام ما يسمى بدالة بيتا
• انبعاثية الشعاع ، وهي مقياس للمساحة التي يشغلها الشعاع في أحد فضاءات الطور المتعددة .

يمكن التعبير عن هذه المعلمات بطرق مختلفة. على سبيل المثال، يمكن دمج التيار وحجم الشعاع في كثافة التيار ، ويمكن دمج التيار والطاقة (أو جهد الشعاع V) في النفاذية K = I V ^−3/2 .

يمكن تقسيم حزم الجسيمات المشحونة التي يمكن التحكم بها في مسرعات الجسيمات إلى حزم إلكترونية وحزم أيونية وحزم بروتونية.

• حزمة الإلكترونات كما في المجهر الإلكتروني الماسح ، أو في مسرعات الجسيمات مثل مصادم الإلكترون-بوزيترون الكبير ، أو مصادر ضوء السنكروترون ، أو في أنابيب أشعة الكاثود.
• حزمة البروتونات، مثل الحزم المستخدمة في العلاج بالبروتونات ، في مصادمات مثل تيفاترون ومصادم الهادرونات الكبير ، أو لكتابة حزمة البروتونات في الطباعة الحجرية.
• حزم الأيونات ، مثل تلك الموجودة في مصادم الأيونات الثقيلة النسبية أو مرفق حزم النظائر النادرة .