Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3039
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
  • 21.06 04:53
  • 0
Комментарий к "Россия разворачивает глобальную систему морского слежения".
  • 21.06 04:28
  • 16133
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 21.06 04:15
  • 0
О статье "Субмарины США "как на ладони": чем опасен российский проект "Гармония"" и "Россия разворачивает глобальную систему морского слежения"
  • 20.06 20:57
  • 0
Комментарий к ""Ядерными" бомбардировщиками Tornado, возможно, заменят Су-24 на Украине"
  • 20.06 20:28
  • 0
Комментарий к "Рютте рассказал о создании НАТО 3.0" и "Пентагон заявил о необходимости перезагрузки альянса до «НАТО 3.0»"
  • 20.06 16:51
  • 5
Заглушенные Россией спутники Starlink получили «необратимые повреждения»
  • 20.06 16:49
  • 14
Запад готовится к превентивным ударам по базам ВМФ России, заявил Патрушев
  • 20.06 06:09
  • 0
Запад никогда не желал сильной Украины (AgoraVox, Франция)
  • 20.06 02:40
  • 0
Комментарий к "Террористический расчет: зачем Киев устроил налет на Москву во время саммита в Казани"
  • 20.06 00:41
  • 0
Комментарий к "Россия сбила почти тысячу украинских дронов за сутки. Что дальше?"
  • 19.06 23:17
  • 0
Комментарий к "«Я давно убежден, что слов недостаточно». Лавров сделал заявление после крупнейшей за два года атаки ВСУ на Москву"
  • 19.06 22:33
  • 0
О БЭКах как классе оружия.
  • 19.06 17:19
  • 3
Чем российские спутники для СВО лучше «Старлинка»
  • 18.06 16:22
  • 0
Комментарий к "Журналист рассказал о «свинцовом облаке» для защиты ядерных ракет"
  • 18.06 16:09
  • 1138
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана