<HTML><HEAD>
<META content="text/html; charset=us-ascii" http-equiv=Content-Type></HEAD>
<BODY 
style="WORD-WRAP: break-word; -webkit-nbsp-mode: space; -webkit-line-break: after-white-space" 
dir=ltr>
<DIV dir=ltr>
<DIV style="FONT-FAMILY: 'Arial'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: 10pt">
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>Folks,</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>I have become fortuitously aware of an old trick in the lamp 
industry that is now sometimes called “light recycling” – with the goal of 
enhancing the optical brightness of light sources.</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>Remember, brightness = power / area in transverse phase 
space</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>(although the opticians don’t generally say it this way, 
perhaps using the buzzword “etendue” instead of “area in transverse phase 
space”)<BR></FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>In our project, we try to increase the brightness by 
“cooling”/shrinking the area in transverse phase space.</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>The opticians’ trick is to “recycle” the light so that one 
photon gets counted many times in the same area in phase space, effectively 
increasing the power, while leave the emittance the same.</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>The historical way of doing this (dating back at least to 
1936) involves a cylindrical cavity lined with a phosphor (i.e., a fluorescent 
lamp) with a small slit in the phosphor to let light out.</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>A photon has only a small probability P to escape out the slit 
directly after being emitted by the phosphor.</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>Generally, the photon hits another region of the phosphor, is 
absorbed, and then re-emitted.&nbsp; [The cavity can be lined with a reflector 
to assist in this process.]</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>On average, the photon bounces around N = 1 / P times before 
it escapes through the slit.</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>Hence, the steady-state emission of photons by the phosphor 
surface is N times greater than if the photons flew away on their first emission 
– as holds for an ordinary fluorescent lamp.</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>The net effect is that the light coming out of the slit is N 
times brighter than the light from an ordinary fluorescent bulb of the same 
output power.</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>The brightness has been enhanced N-fold (with no emittance 
reduction) to the extent that the absorption and re-emission involves no 
losses.</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>[I think the lamps in Xerox machines and scanners are of this 
type.]</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>I’ve written up a pedagogic note on this:</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><A 
title=http://puhep1.princeton.edu/~mcdonald/examples/lamp.pdf 
href="http://puhep1.princeton.edu/~mcdonald/examples/lamp.pdf">http://puhep1.princeton.edu/~mcdonald/examples/lamp.pdf</A></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
face=Arial><FONT 
size=2>--------------------------------------</FONT></FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
face=Arial><FONT size=2>This trick seems different from what we do to enhance 
the brightness of particle beams.</FONT></FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
face=Arial><FONT size=2></FONT></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
face=Arial><FONT size=2>However, a comment by Fred Mills, dated 9/98, near the 
bottom of my web page</FONT></FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
face=Arial><A title=http://puhep1.princeton.edu/~mcdonald/mumu/physics/ 
href="http://puhep1.princeton.edu/~mcdonald/mumu/physics/">http://puhep1.princeton.edu/~mcdonald/mumu/physics/</A></FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
face=Arial><FONT size=2>has me wondering if part of the effect of the “Piccione 
lip” seen on p. 4 of</FONT></FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><A 
title=http://puhep1.princeton.edu/~mcdonald/mumu/physics/lichtenberg_mura-110.pdf 
href="http://puhep1.princeton.edu/~mcdonald/mumu/physics/lichtenberg_mura-110.pdf">http://puhep1.princeton.edu/~mcdonald/mumu/physics/lichtenberg_mura-110.pdf</A><FONT 
size=2 face=Arial>&nbsp;</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>was to use multiple scattering in the “lip” to kick some 
particles into a desired area of phase space.</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>That is, perhaps we can say that ionization cooling also 
includes a small effect equivalent to the opticians’ trick of “light 
recycling”.</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>What do you think?</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>--Kirk</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>PS&nbsp; The opticians are after big game = use of such tricks 
to make better solar energy concentrators for photovoltaic energy generation (or 
even just heating water).</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>In the past, such efforts have not involved brightness 
enhancement, but only clever rearrangement of light in phase space (as in 
Winston cones).</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>The next generation of brightness enhancement schemes uses 
materials with differing absorption and emission spectra to play additional 
“tricks”.&nbsp;&nbsp; New engineered optical materials, called photonic band gap 
materials, could play a key role here.</FONT></DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial></FONT>&nbsp;</DIV></DIV>
<DIV>
<DIV 
style="FONT-STYLE: normal; DISPLAY: inline; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000; FONT-SIZE: small; FONT-WEIGHT: normal; TEXT-DECORATION: none"><FONT 
size=2 face=Arial>If these solar brightness-enhancement schemes pay off, they 
will be able to fund all of high energy 
physics....</FONT></DIV></DIV></DIV></DIV></BODY></HTML>