В кольцевом ускорителе частицы носятся по кругу, как автомобили по кольцевой развязке. Обычно при впрыскивании новых частиц они занимают случайные места на этой развязке — пучок становится «рыхлым». В новом эксперименте на ускорителе SNS применили метод eigenpainting: частицы впрыскивали так, чтобы они попадали только в одну «полосу движения» — одну моду колебаний, связанную с кольцом.
Это как если бы на развязку пускали машины только по одной идеальной траектории, а не по всем полосам сразу. В результате пучок в четырёхмерном пространстве (два поперечных размера и два угла наклона траектории) занял почти нулевой объём — все частицы собрались в тонкую «нить» вместо размазанного пятна. Даже с учётом взаимного отталкивания частиц (пространственного заряда) удалось сохранить эту форму.
Такой контроль над формой пучка открывает путь к более интенсивным и точным пучкам для нейтронных источников и будущих ускорителей.
Пространственный заряд — это взаимное отталкивание частиц в пучке: как если бы много одинаково заряженных шариков пытались разлететься, но их удерживают магнитные поля.