Источники ионов для ускорителей дают пучки или сгустки ионов, у которых отсутствуют лишь небольшие количества самых внешних электронов. Для разгона этих ионов до околосветовых скоростей используются многоступенчатые, каскадные схемы ускорения – и между каскадами резонансного ускорения непременно производится обдирка ионов. Для этого ионы пропускаются, например, сквозь фольгу, плотность и толщина которой подобраны так, чтобы данные ионы с данной энергией потеряли дополнительное желаемое количество своих самых внешних электронов. Это «желаемое количество» диктуется желанием получить ионы с таким отношением заряда к массе, под которое настроен следующий каскад резонансного ускорения. На практике, обдирка даёт некоторый разброс количеств оторванных электронов и соответствующий разброс результирующих отношений заряда к массе. Поэтому после обдирки часть ионов – иногда подавляющая – теряется для дальнейшего ускорения. «Узлами, которые сильно лимитируют интенсивность выходного пучка… являются узлы обдирки » - сетует автор [8] (переводы везде наши).
Поскольку интенсивность пучка является критичным параметром, то использование обдирки, которая заведомо снижает интенсивность пучка, должно иметь веские обоснования. Бесхитростная аргументация здесь такова: ионы обдирают, т.е. их отношение заряда к массе увеличивают, для возможности их более эффективного ускорения. Действительно, скомбинируем, во-первых, выражение, в релятивистском варианте, для циклотронной частоты w, т.е.
, (1)
где Ze - заряд частицы, H - поперечное магнитное поле, M 0 - масса покоя частицы, c - скорость света, V - скорость движения частицы, и, во-вторых, выражение, справедливое для движения по круговой траектории с радиусом R, т.е.
w= V/R. (2)
Тогда для величины магнитного поля, обеспечивающего движение частицы по круговой траектории с радиусом R, получим выражение
. (3)
Как можно видеть, увеличение скорости частицы требует, для удержания её на траектории с тем же радиусом, усиления магнитного поля – что и подтверждается работой синхротронов. А более эффективное ускорение частиц с большим отношением заряда к массе выражается в том, что – на траектории с тем же радиусом и при том же диапазоне магнитных полей – эти частицы могут быть разогнаны до более высоких скоростей.
Такое обоснование обдирки ионов является важным, но далеко не исчерпывающим. Отнюдь не величины магнитных полей на синхротронах являются фактором, лимитирующим здесь возможности ускорения тяжёлых ионов без глубокой обдирки. Достаточно сказать, что первыми синхротронами для тяжёлых ионов стали модернизированные протонные (!) синхротроны, причём модернизация заключалась не в обеспечении более сильных магнитных полей, а в «улучшении вакуума и установке новых инжекторов, но, несмотря на эти меры, только голые ядра могли быть разогнаны [ до околосветовой скорости ]» [10]. Но это ещё не всё. Из (3) следует, что скорость при конкретном радиусе траектории и конкретном магнитном поле определяется не массой частицы, а её отношением заряда к массе – причём, каждая резонансно-ускоряющая машина рассчитана на некоторый небольшой диапазон отношений заряда к массе. При разгоне, на одной и той же машине, тех или иных ионов, сильно различающихся по массе, но имеющих примерно одинаковые отношения заряда к массе, их предельно достижимые скорости, как можно было ожидать, тоже окажутся примерно одинаковы. В действительности, при оговорённых условиях, для одной и той же машины имеет место систематическое уменьшение предельно достижимых скоростей – или предельно достижимых энергий на нуклон – по мере утяжеления ионов. Так, читаем: после первого каскада ускорения, энергия «варьируется… до максимальных значений между 0.5 МэВ/А (119 МэВ) для урана и 6 МэВ/А (72 МэВ) для углерода » [11]. «Максимальная энергия ионных пучков на выходе RRC составляет 135 МэВ/нуклон для таких ионов как C, N, O и около 15 МэВ/нуклон для очень тяжёлых нуклонов » [8]. «Максимальные энергии после IRS составляют 127МэВ/нуклон для лёгких ионов вплоть до Ar, 102 МэВ/нуклон для Kr30+, и 58 МэВ/нуклон для U58+… В SRC максимальные энергии увеличиваются до 400 МэВ/нуклон для лёгких ионов вплоть до Ar, до 300 МэВ/нуклон для Kr30+, до 150 МэВ/нуклон для U58+ » [12].
Эти парадоксальная неодинаковость «эффективности ускорения» ионов, сильно различающихся по массе, до сих пор не нашла разумного объяснения в рамках ортодоксальных представлений. Напротив, излагаемая ниже модель даёт естественное объяснение этого парадокса.