Войти

Создана новая технология ускорения частиц

2823
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
  • 01.02 17:04
  • 274
Россия приняла на вооружение новую боевую машину поддержки танков "Терминатор-2", разработанную специально для уличных боев: это настоящий "комбайн смерти"! (Sohu, Китай)
  • 01.02 16:33
  • 7400
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 01.02 15:20
  • 1
«Зеленая» электростанция Ростеха впервые поставила почти 2 млн кВт в энергосеть
  • 31.01 22:17
  • 2
В России запатентовали конструкцию гибрида вертолета и самолета
  • 31.01 20:54
  • 3
«В России разрабатывают вертолет, который в полете превращается в самолет»
  • 31.01 19:55
  • 3
В зоне СВО заметили БМП с «мохнатым» «царь-мангалом»
  • 31.01 17:27
  • 0
Беларусь: выбор сделан, что будет дальше?
  • 31.01 17:23
  • 1
Стало известно о разработке российского гражданского сверхзвукового самолета
  • 31.01 16:49
  • 2
Чемезов заявил, что ОАК будет наращивать производство Су-57
  • 31.01 13:20
  • 2
Концерн «Калашников» завершил испытания в зоне СВО тактических опор под стрелковое оружие для поражения беспилотников
  • 31.01 08:09
  • 150
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 30.01 14:26
  • 0
Пишем – сокращение американских войск в Европе, в уме – подготовка к войне
  • 30.01 00:11
  • 1
Некое сочетание взглядов "со стороны" (сейчас) и "изнутри" (на основе прошлого опыта)
  • 29.01 20:11
  • 0
Ответ на "Запад вооружается для мира?"
  • 29.01 18:14
  • 9
Италия приобретет 380 ОБТ KF51 "Пантер" и 1050 БМП KF41 "Линкс"