Адиабатические инварианты при аксиальном каналировании в изогнутом кристалле (в сопутствующей системе отсчета)

Релятивистский электрон в режиме аксиального каналирования в монокристалле движется по спиралевидной траектории вокруг одной из цепочек положительно заряженных ионов кристаллического остова (ось каналирования). В сопутствующей системе отсчета, движущейся вдоль оси каналирования со скоростью, равной продольной компоненте скорости электрона, такое движение по сути является реализацией модели двумерного 2D-атома, причем с управляемыми параметрами. Глубина и форма потенциала ионной оси каналирования зависят как от химического состава, кристаллической структуры и ориентации кристалла, так и от величины энергии движущегося в канале электрона. Важно, что режим движения в канале сохраняет устойчивость даже в том случае, когда кристалл и его ионные цепочки изогнуты. Используя расчет адиабатических инвариантов движения, в работе оценивается максимальный угол изгиба монокристалла, при котором движение в режиме аксиального каналирования все еще сохраняет устойчивость. Демонстрируется, что предельный угол изгиба монокристалла не должен превышать критический угол каналирования Линдхарда, что ограничивает гипотетическую возможность использовать изогнутые монокристаллы для отклонения пучков ускоренных частиц лишь небольшими углами отклонения.

1. Tsyganov E.N. // Preprint Fermilab. 1976. TM-682, TM-684.

2. Калашников Н.П., Ольчак А.С. Адиабатические инварианты при плоскостном каналировании в изогнутом кристалле (в сопутствующей системе отсчета) // Вестник НИЯУ МИФИ, 2022. Т. 11. № 1. С. 5–8.

3. Линдхард Й. Влияние кристаллической решетки на движение быстрых заряженных частиц // УФН. 1969. Т. 99. № 2. С. 249–296.

4. Калашников Н.П., Ольчак А.С. Явление каналирования как 1-D и 2-D – модели атома в сопутствующей системе координат // Поверхность. Синхротронные и нейтронные исследования, 2022. № 5. С. 1–5.

5. Калашников Н.П. Когерентные взаимодействия заряженных частиц в монокристаллах. М.: Атомиздат, 1981. 224 с.

6. Khokonov M.Kh., Bekulova I.Z., Lomonosov V.S. // Reports of the L-th International Tulinov’s Conference “Interaction of Charged Particles with Crystals”, 2021. P. 71.

7. Фано У., Фано Л. Физика атомов и молекул. М.: ГРФМЛ. Наука. 1980. 658 с.

8. Мессиа А. Квантовая механика. Т. 1. М.: ГИФМЛ “Наука”, 1978. 480 с.

9. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика. Т. I. М.: ГИФМЛ “Наука”, 1958. 206 с. merfeld quantization rule, Lindhard angle