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4592AE60-68D9-086B3F.doc

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English Summary

The paper explores the possibility of developing a demonstration PASER operating at X-band frequencies using active paramagnetic materials. The authors investigate electron paramagnetic resonance (EPR) measurements and experimental design efforts in support of microwave PASER project. They also study options for a planned accelerator experiment, simulations, and theoretical activities to evaluate the usefulness of these materials for particle acceleration.

Key Technical Terms

Below are key technical terms and their explanations to help understand the core concepts of this paper. You can explore related external resources via the links next to each term.

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Studies of Particle Acceleration by an Active Microwave Medium Paul Schoessow1, Alexei Kanareykin1, Levi Schächter2, Yuriy Bogachev3, Andrey Tyukhtin4, Elena Bagryanskaya5, Natalia Yevlampieva4 1Euclid Techlabs LLC, Solon, OH 44139, USA 2 Technion – Israel Institute of Technology, Haifa 32000, Israel 3St. Petersburg Electrical Engineering University, St. Petersburg 197376, Russia 4 St.Petersburg University, St.Petersburg, Russia, 198302 5International Tomography Center SB RAS, Novosibirsk, Russia, 630090 Abstract. The PASER is potentially a very attractive method for particle acceleration, in which energy from an active medium is transferred to a charged particle beam. The effect is similar to the action of a maser or laser with the stimulated emission of radiation being produced by the virtual photons in the electromagnetic field of the beam. We have been investigating the possibility of developing a demonstration PASER operating at X-band. The less restrictive beam transport and device dimensional tolerances required for working at X-band rather than optical frequencies as well as the widespread application of X-band hardware in accelerator technology all contribute to the attractiveness of performing a PASER demonstration experiment in this frequency range. Key to this approach is the availability of a new class of active materials that exhibit photoinduced electron spin polarization. We will report on the status of active material development and measurements, numerical simulations, and progress towards a planned microwave PASER acceleration experiment at the Argonne Wakefield Accelerator facility. Keywords: paser, maser, active paramagnetic media, ESR, EPR, fullerene, C60 PACS: 29.17.+w, 41.75.Jv, 84.40.Ik, 41.75.Lx INTRODUCTION The original PASER concept [1-4] focused principally on the use of an optical or infrared wavelength active medium to provide the energy for accelerating electrons. Recent studies of electron paramagnetic resonance (EPR) in nematic liquid crystal solutions of fullerene or porphyrin compounds have demonstrated activity (negative imaginary part of the magnetic susceptibility) in the ~10 GHz…

🇰🇷 한국어 보기 (View in Korean)

한글 요약 (Korean Summary)

이 논문은 활성 상자성 재료를 사용하여 X- 대역 주파수에서 작동하는 데모 파이저를 개발할 가능성을 탐구합니다. 저자는 전자 상자성 공명 (EPR) 측정 및 마이크로파 파이저 프로젝트를 지원하기위한 실험 설계 노력을 조사합니다. 또한 입자 가속을위한 이러한 재료의 유용성을 평가하기 위해 계획된 가속기 실험, 시뮬레이션 및 이론적 활동에 대한 옵션을 연구합니다.

주요 기술 용어 (한글 설명)

  • Particle Acceleration by an Active Microwave Medium Paul Schoessow1, Alexei Kanareykin1, Levi Schächter2, Yuri Bogachev3, Andrey Tyukhtin4, Elena Bagryanskaya5, Natalia Yevlampieva4
    설명 (Korean): 이 용어는 활성 매체로부터의 에너지가 하전 된 입자 빔으로 전달되는 방법을 의미한다. 이 효과는 전자기장에서 가상 광자에 의해 자극 된 방출이 생성되는 마스 저 또는 레이저의 작용과 유사합니다.
    (Original English: This term refers to a method where energy from an active medium is transferred to charged particle beams. The effect is similar to the action of masers or lasers with stimulated emission being produced by virtual photons in electromagnetic fields.)
  • Maser
    설명 (Korean): 풀러렌 기반 재료가 짧은 펌프 레이저 또는 플래시 램프 펄스에 의한 C60 분자의 광습 후 전자 스핀 편광으로 인한 활성으로 인해 입자 가속에 유용한 ~ 10GHz 주파수 범위에서 작동하는 마이크로파 파이저.
    (Original English: A microwave PASER operating at ~10 GHz frequency range, where fullerene-based materials are found useful for particle acceleration due to activity resulting from electron spin polarization after photoexcitation of C60 molecules by a short pump laser or flash lamp pulse.)
  • Active Paramagnetic Media
    설명 (Korean): 빛 민감도를 나타내고 광학 흡수 스펙트럼에서 가역적 변화를 겪는 액정에서 C60의 용액으로, 라디칼 또는 삼중 용 상태 분자로 이어지는 화학 반응에서 유래 한 전자 스핀 편광 역학으로 인해 마이크로파 파이저 실험에 적합합니다.
    (Original English: Solutions of C60 in liquid crystals that exhibit light sensitivity and undergo reversible changes in the optical absorption spectra, making them suitable for microwave PASER experiments due to electron spin polarization dynamics originating from chemical reactions leading to radicals or triplet state molecules.)
  • Electron Paramagnetic Resonance (EPR)
    설명 (Korean): 전자 스핀 공명이라고도합니다. 이 논문에서 다른 스핀 레벨 사이의 전이를 연구함으로써 C60-LC 재료의 활성을 측정하기 위해 사용 된 기술은 광학 펌핑으로 인해 발생하는 화학 반응에 따라 방출되거나 흡수성이 될 수있다.
    (Original English: Also known as electron spin resonance; a technique used in this paper to measure the activity of C60-LC materials by studying transitions between different spin levels, which can be emissive or absorptive depending on chemical reactions occurring due to optical pumping.)
  • Fullerene
    설명 (Korean): 다수의 유기 용매에서 용해성으로 발견 된 세 ​​번째 안정적인 형태의 원소 탄소; Fullerenes는 레이저에 의해 광학적으로 펌핑 될 때 전자 상자성 공명 특성을 나타내며, 스핀-궤도 상호 작용에 따라 라디칼 또는 삼중 용 상태 분자가 형성됩니다.
    (Original English: A third stable form of elemental carbon discovered as soluble in a large number of organic solvents; fullerenes exhibit electron paramagnetic resonance properties when optically pumped by lasers, leading to the formation of radicals or triplet state molecules depending on spin-orbit interactions.)

발췌문 한글 번역 (Korean Translation of Excerpt)

활성 마이크로파 매체 Paul Schoessow1, Alexei Kanareykin1, Levi Schächter2, Yuriy Bogachev3, Andrey Tyukhtin4, Elena Bagryanskaya5, Natalia yevlampieva4 1euclid Techlabs LLC, Solon, OH 44139, ISRATION의 ISTOTION INTOTION의 Natalia yevlampieva4 1euclid techlabs llc, natalia, iSrael of is rectition of is reclim avogachev3, andrey tyukhtin4, elena bagryanskaya5, 하이파 32000, 이스라엘 3st. Petersburg Electrical Engineering University, St. Petersburg 197376, 러시아 4 St.Petersburg University, St.Petersburg, Russia, 198302 5 국제 단층 촬영 센터 SB RAS, Novosibirsk, Russia, 630090 Abstract. 파이저는 잠재적으로 입자 가속화를위한 매우 매력적인 방법이며, 여기서 활성 매체로부터의 에너지는 하전 입자 빔으로 전달됩니다. 이 효과는 빔의 전자기장에서 가상 광자에 의해 생성되는 방사선의 자극 된 방출이있는 마사르 또는 레이저의 작용과 유사하다. 우리는 X- 대역에서 작동하는 데모 파이저를 개발할 가능성을 조사해 왔습니다. 광학 주파수보다는 X- 대역에서 작동하는 데 필요한 덜 제한적인 빔 전송 및 장치 치수 공차 및 가속기 기술에서 X- 밴드 하드웨어의 광범위한 적용은 모두이 주파수 범위에서 파이저 데모 실험을 수행하는 매력에 기여합니다. 이 접근법의 핵심은 광 유도 된 전자 스핀 편광을 나타내는 새로운 클래스의 활성 재료의 가용성입니다. 우리는 Argonne Wakefield Accelerator 시설에서 계획된 전자 레인지 파이저 가속 실험을 향한 활성 재료 개발 및 측정 상태, 수치 시뮬레이션 상태 및 진행 상황에 대해보고 할 것입니다. 키워드 : Paser, MASER, Active Paramagnetic Media, ESR, EPR, EPR, FILLERENE, C60 PACS : 29.17.+W, 41.75.JV, 84.40.IK, 41.75.LX 원래의 파이저 개념 [1-4]은 주로 전자 전자 에너지를위한 에너지를 제공하기 위해 광학 또는 적외선 파장 활성 매체를 사용하는 데 주로 초점을 맞 춥니 다. Fullerene 또는 Porphyrin 화합물의 선적 액정 용액에서 전자 상자성 공명 (EPR)에 대한 최근의 연구는 ~ 10GHz에서 활성 (자기 감수성의 음성 가상 부분)을 입증했다.

Source: arXiv.org (or the original source of the paper)

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