Войти

Создана новая технология ускорения частиц

2247
0
+2

Исследователи из Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли (США) разработали новую технологию ускорения электронов в плазменном ускорителе при помощи лазера. В этом методе используются два лазерных импульса: один нагревает плазму и создает в ней канал, другой импульс ускоряет электроны в созданном канале.

Источник изображения: https://newscenter.lbl.gov

При помощи такого подхода ученым удалось разогнать электроны до энергии 7,8 ГэВ в плазменном канале длиной около 20 см. К примеру, обычным ускорителям, работающим по принципу взаимодействия заряженных частиц с магнитным и электрическим полями, потребовалось бы для этого сотни метров.

В разработке новой технологии принимали участие физики из Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, которые произвели численное моделирование лазерно-плазменных взаимодействий.

В настоящее время хорошо развита и активно используется технология разгона заряженных частиц электромагнитным полем. Данные устройства являются незаменимыми инструментами во многих областях. Ускорители используются в исследованиях взаимодействий частиц и их свойств, стерилизации медицинского оборудования, лучевой терапии, радиоуглеродном анализе, радиационной дефектоскопии. Но ускорители больших энергий занимают большое пространство и требуют больших финансовых вложений. Например, известный многим Большой адронный коллайдер имеет кольцо длиной почти 27 км, а его ежегодный бюджет составляет 1,2 млрд долларов США плюс расходы на эксперименты.

Лазерно-плазменное ускорение построено на другом принципе. Первым лазерным импульсом в 20-ти сантиметровой сапфировой трубке, в которой протекает процесс ускорения, производится нагрев плазмы и создается плазменный канал диаметром в десятки микрометров. Затем через канал пропускается второй лазерный импульс, создающий на своем пути плазменные волны, по которым "катаются" электроны. Лазер, проходя сквозь плазму, отодвигает только легкие электроны, а тяжелые ионы остаются неподвижными. Из-за такого разделения частиц образуются волны плотности заряда с большой напряжённостью электрического поля. Плазменные волны, идущие за лазерным импульсом в соответствующей фазе, разгоняют частицы значительно быстрее, чем электромагнитные ускорители. И чем мощнее импульс, тем интенсивнее ускорение. Этот метод, по аналогии с кильватерным следом, образующимся позади движущегося корабля, получил название кильватерного ускорения.

И хотя еще необходимо решить много проблем, данный метод является большим шагом в создании более дешевых и компактных лазерных плазменных ускорителей и позволяет реализовать их в создании новых технологий, например, настольных рентгеновских лазеров и компактных мощных источников света.

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Страны
Проекты
Похожие новости
10.07.2017
Конструктор о наноспутниках и их судьбе: выполнил задачу и сгорел без остатка
24.11.2015
Импортозамещение в головах
22.08.2013
Обитаемая лунная база: близкая и далекая
25.02.2013
С "Апофисом" в одиночку не справиться
30.03.2010
«Прошлые космические победы Отечества – залог будущих достижений»
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 16.09 14:30
  • 23
The Atlantic Council (США): почему отношения Германии с путинской Россией – проблема для Украины
  • 16.09 14:28
  • 59
Sina (Китай): заморский эксклав наконец-то «расцвел»! Россия вонзает нож в самое сердце НАТО
  • 16.09 14:24
  • 70
Новый пассажирский самолет Ил-114-300 может стать морским разведчиком
  • 16.09 14:02
  • 0
США утаивают истинные цели развития ракет-перехватчиков
  • 16.09 12:50
  • 4
Центр "Авангард" предоставит своим воспитанникам льготы в учебных программах ДОСААФ России
  • 16.09 11:38
  • 136
Ка-52М вооружат ракетой с дальностью 100 километров
  • 16.09 09:57
  • 21
wPolityce (Польша): ядерное оружие в Польше? Пора действовать
  • 16.09 08:48
  • 275
Шойгу счел необходимым построить в России еще несколько крупных городов
  • 15.09 21:14
  • 41
Служба безопасности Украины отрицает причастность к истории с задержанием в Белоруссии 33 россиян из ЧВК "Вагнера"
  • 15.09 19:41
  • 6
Путин отметил уникальность российского вооружения и военной техники
  • 15.09 19:37
  • 1
Истребители ЦВО выполнили боевые пуски ракет по мишеням в стратосфере
  • 15.09 14:52
  • 30
На учениях «Запад-2021» используются боевые багги «Сармат-2»
  • 15.09 14:31
  • 7
Захарова заявила о связи разработчиков «Умного голосования» с Пентагоном
  • 15.09 13:02
  • 4
«США опередили нас навсегда. Мы даже не понимаем, что они делают»
  • 15.09 09:14
  • 5
«Атомная подлодка пятого поколения похожа на колбасу в нарезке»