ПРЕДИСЛОВИЕ

Говоря о книге А. Лихтенберга, нельзя исходить из традиционного замечания о заполнении определенного пробела в имеющейся литературе, настолько существенно отличается она от всех монографий по ускорителям и физике плазмы. Прежде всего, автор не ставил своей задачей систематическое изложение какого-нибудь раздела прикладной теории или исследование новых эффектов. Книга не может рассматриваться и как руководство по теоретической механике. В то же время монография по-настоящему интересна и полезна, особенно в тех случаях, когда на первый план выдвигается необходимость наглядной и простой интерпретации сложных явлений, описываемых довольно громоздкими уравнениями.

Пожалуй, Лихтенбергу удалось решить самую трудную задачу — сделать книгу интересной для. максимально широкого круга читателей. С одной стороны, физическая простота основной концепции, наглядность изложения и отсутствие сложного математического аппарата позволяют рекомендовать ее студентам-физикам, тем более что в отечественной учебной литературе уделяется очень мало внимания столь важным в прикладном отношении разделам механики, как теорема Лиувилля, адиабатические инварианты, канонические преобразования и т. д. С другой стороны, усвоив основную концепцию книги, даже опытный инженер и физик-экспериментатор получат в свое распоряжение дополнительный мощный инструмент для быстрых качественных оценок в ситуациях, требующих, казалось бы, долгих и утомительных выкладок. Наконец, читатель, интересующийся современной теорией ускорителей и магнитных ловушек, найдет в книге немало методически ценных разделов и ряд глубоких физических аналогий между различными разделами теории.

Концепцию фазового пространства для описания движения частиц в заданных полях никак нельзя назвать новой. Тем не менее в теории ускорителей она стала широко использоваться лишь в последние 10—15 лет, когда существенное значение стало придаваться повышению интенсивности, накоплению частиц и т. д. Другими словами, переход от исследования движения одной частицы к ансамблю частиц потребовал и нового, более адекватного описания.

Конечно, для системы невзаимодействующих частиц простое изменение описания не дает возможности исследовать качественно новые эффекты. Однако даже здесь применение общих теорем механики типа теоремы Лнувилля иногда приводит к неожиданным результатам. В качестве примера можно упомянуть механизм ускорения «фазовым смещением». Он долгое время оставался незамеченным, хотя в принципе полностью описывается обычной теорией автофазировки, насчитывающей уже 25 лет, но приспособленной для описания долговременного резонансного воздействия волны на частицу. В терминах же теоремы Лиувилля этот механизм настолько очевиден, что требует для своего объяснения полстраницы текста.

В последнее время в теории ускорителей на первое место выдвинулись проблемы, связанные с пространственным зарядом, что сближает ее с теорией плазмы. Здесь кинетическое описание системы частиц и, следовательно, широкое использование концепции фазового пространства совершенно необходимы. К сожалению, автор касается этих вопросов лишь вскользь, но материал книги дает хорошую основу для их дальнейшего изучения.

Подбор материала и построение книги достаточно ясны из предисловия автора. Правда, его неоднократное упоминание о физике плазмы следует принимать с оговорками. По существу, все приложения, рассмотренные в книге, относятся к движению частицы в заданных полях специальной конфигурации — главным образом в ускорителях и частично в ловушках. Во всяком случае, физику плазмы (да и теорию ускорителей) принято рассматривать гораздо шире.

Специальной оговорки требует и принятая в книге система ссылок. Вряд ли можно согласиться с автором, утверждающим, что основная литература по данным вопросам сосредоточена в неопубликованных отчетах и труднодоступных трудах конференций. Верно, что такая литература довольно многочисленна, но большей частью она посвящена частным вопросам или же конкретизации общей теории, так сказать, переводу ее на «свой язык». За немногими исключениями все результаты общего характера можно найти в учебниках и монографиях, в том числе изданных у нас в стране. Что касается истории конкретных вопросов теории ускорителей и отчасти магнитных ловушек, то автор ее просто игнорирует, предпочитая ссылаться на хорошо знакомые ему работы, даже если они появились значительно позже оригинальных. К сожалению, стиль изложения в книге таков, что отмеченный недостаток практически не поддается исправлению.

Можно было бы отметить и некоторые другие слабые стороны книги, однако основные ее достоинства — ясность и наглядность материала, изложение казалось бы разнородных вопросов в рамках единой концепции — делают ее полезной самому широкому кругу читателей — от студентов до специалистов, давно работающих в данной области, но желающих увидеть ее с новой, иногда неожиданной точки зрения.

Д-р физ.-мат. наук проф. А. Н. Лебедев