Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3136
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
  • 29.09 13:44
  • 1
«Никогда не презирайте неприятеля»: чем закончится операция ВСУ «Вивальди»
  • 29.09 12:04
  • 1
Embraer передала ВВС Узбекистана первый самолет ВТА C-390 Millennium
  • 29.09 11:54
  • 1
На Як-130М увеличат вероятность поражения дрона
  • 29.09 11:28
  • 3
Новая модификация БТР-60МБЗ от Госкомвоенпрома Беларуси: синтез проверенной надежности и современных технологий
  • 29.09 02:14
  • 4
Выступление Биньямина Нетаньяху на Генассамблее ООН (ООН, США)
  • 29.09 01:56
  • 0
Комментарий к "Можно ли было избежать СВО? Что происходило в декабре 2021-го и почему переговоры не сработали"
  • 29.09 01:33
  • 1
Минфин Британии выделил миллиарды фунтов на плавучие доки для атомных подлодок
  • 29.09 01:24
  • 1
Президент Казахстана Касым-Жомарт Токаев поручил создать армию нового образца
  • 28.09 17:31
  • 0
Комментарий к "Лавров: если Европа захочет воевать с Россией, война будет «очень короткой»"
  • 28.09 10:38
  • 16405
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 28.09 04:42
  • 1
«Надёжный партнёр Украины»: Rheinmetall показал эшелоны с поставками ВСУ
  • 28.09 04:31
  • 1
Лавров: если Европа захочет воевать с Россией, война будет «очень короткой»
  • 27.09 20:35
  • 0
Комментарий к "Почему когда СССР в 1939 году вошел в Польшу, Англия и Франция не объявили нам войну"
  • 27.09 16:44
  • 0
И еще о процветающей свято-николаевской России.
  • 27.09 04:56
  • 0
Комментарий к "Была ли Октябрьская Революция неизбежной?"