Nuclear interactions and multiple coulomb scattering at volume reflection

Abstract

For volume reflection of charged particles governed by the continuous potential of atomic planes in a bent crystal, we calculate the probability of a nuclear interaction. It is found to differ from the corresponding probability in an amorphous target by an amount proportional to the crystal bending radius and the particle mean deflection angle, independently of the shape of the interplanar continuous potential. That result is also applied to the description of the final beam angular divergence owing to the multiple Coulomb scattering. The theoretical predictions are compared with the results of recent experiments.

Для объемного отражения заряженных частиц, управляемого непрерывным потенциалом атомных плоскостей в изогнутом кристалле, мы вычисляем вероятность ядерного взаимодействия. Найдено, что последняя отличается от соответствующей величины в аморфной мишени на величину, пропорциональную радиусу изгиба кристалла и среднему углу отклонения частиц, независимо от конкретной формы межплоскостного непрерывного потенциала. Данный результат также применяется для описания угловой расходимости, приобретенной пучком за счет многократного кулоновского рассеяния в мишени. Теоретические предсказания сравниваются с результатами недавних экспериментов.

Для об'ємного відбиття заряджених частинок, зумовленого неперервним потенціалом атомних площин в зігнутому кристалі, ми обчислюємо вірогідність ядерного зіткнення. Знайдено, що остання відрізняється від відповідної величини в аморфній мішені на величину, пропорційну радіусу згину кристалу та середньому куту відхилення частинок, незалежно від конкретної форми міжплощинного неперервного потенціалу. Даний результат також застосовується для опису кутового розходження набутого пучком за рахунок багаторазового кулонівського розсіяння в мішені. Теоретичні передбачення порівнюються з результатами недавніх експериментів.