Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3142
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
  • 08.10 20:05
  • 1
Комментарий к "В ВСУ подготовили «план войны» с Россией на 30 лет. Как Драпатый меняет армию"
  • 08.10 20:00
  • 3
Польша представила новую тяжелую боевую машину пехоты
  • 08.10 19:41
  • 141
МС-21 готовится к первому полету
  • 08.10 19:27
  • 1
Заводская распаковка: армия РФ нанесла поражение ключевым предприятиям ВПК Украины
  • 08.10 18:23
  • 2
Модернизирована одна из самых засекреченных бронемашин в зоне спецоперации
  • 08.10 17:22
  • 0
Ходьба по граблям
  • 08.10 04:47
  • 0
Комментарий к "Минобороны показало работу гиперзвуковой зенитной системы С-300В4"
  • 08.10 03:14
  • 1
Российские бойцы рассказали о возможности "Бука" перехватывать "Фламинго"
  • 08.10 00:14
  • 16413
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 07.10 19:19
  • 0
К вопросу о танковых ГТД - от танковых экспертов.
  • 07.10 16:37
  • 0
Польша — Украина: ставки повышаются
  • 07.10 16:22
  • 0
Дзермант: «У Киева нет шансов выстоять в конфликте»
  • 07.10 05:46
  • 2
Главком сил НАТО Гринкевич представит план «быстрой победы» над Россией
  • 06.10 22:36
  • 0
Комментарий к "Не влезай, убьет: что не дает НАТО пойти в наступление на Калининград"
  • 06.10 15:24
  • 2
В ВСУ подготовили «план войны» с Россией на 30 лет. Как Драпатый меняет армию