Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3064
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
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 15.07 13:45
  • 16295
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 15.07 13:40
  • 1
На Западе оценили планы ударов украинской FP-9 по Москве и Санкт-Петербургу
  • 15.07 13:27
  • 1
Российский УТС Spectra Tango впервые взлетел с отечественным двигателем
  • 14.07 22:55
  • 0
Комментарий к "Сословный строй сталинского социализма. Как Ельцин и рабочий класс разрушили СССР."
  • 14.07 20:36
  • 0
О советских ОБТ
  • 14.07 18:20
  • 0
Комментарий к "А вы точно основные танки?"
  • 14.07 14:11
  • 4
Дуров: Чиновнику, «сломавшему интернет» в РФ, американцы должны вручить медаль
  • 14.07 03:01
  • 0
Комментарий к "Почему израильский танк «Меркава» считается самой странной машиной нашего времени? Правда ли, что его придумали советские инженеры?"
  • 14.07 02:51
  • 1
ВВС Филиппин ожидают поставку шести дополнительных самолетов A-29B "Супер Тукано" в 4-м квартале 2026 года
  • 14.07 02:42
  • 1
ФСБ сорвала попытку Украины повторить операцию «Паутина»
  • 13.07 19:31
  • 0
Комментарий к "Почему советский человек жил вопреки государству, а не благодаря ему"
  • 13.07 16:44
  • 0
Комментарий к "Эксперт: у России есть силы и средства для эскалации, но она их не использует"
  • 13.07 14:55
  • 1
Эксперт: у России есть силы и средства для эскалации, но она их не использует
  • 13.07 05:42
  • 1
Комментарий к "Почему религия- мракобесие: основные аргументы"
  • 13.07 01:18
  • 1
Операторов БПЛА Северного флота обучили работе с «Елками»