Войти

Создана новая технология ускорения частиц

2999
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
  • 13.04 15:52
  • 5
В США назвали Су-57 угрозой для F-35
  • 13.04 15:00
  • 15517
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 13.04 14:27
  • 1071
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 13.04 13:49
  • 116
МС-21 готовится к первому полету
  • 13.04 11:23
  • 1
Ядерный дрон «Посейдон» заставил США усомниться в своем оружии
  • 13.04 11:18
  • 1
Почему британский флот не решился останавливать фрегаты Путина в Ла-Манше? (The Telegraph UK, Великобритания)
  • 13.04 10:28
  • 1
Лазерная технология NASA в миссии Artemis II
  • 13.04 10:18
  • 2
Летные испытания самолета Як-130М продлятся до 2028 года
  • 13.04 06:31
  • 1
Удар по базе США в Кувейте нанесли не дроны, а два Су-24 с иранскими пилотами
  • 13.04 03:08
  • 0
Комментарий к "Возрождение Третьего Рейха, или сатанинские* звезды над Германией…"
  • 13.04 02:08
  • 1
На Украине показали БЭК-авианосец
  • 13.04 01:53
  • 1
Трамп вспылил и сорвался на Рютте из-за бездействия НАТО по Ирану (Politico, США)
  • 13.04 01:38
  • 1
Лёд тронулся, или Непослушный питомец из Прибалтики
  • 12.04 19:45
  • 0
Комментарий к "«Пока не возьмем на абордаж, не успокоятся». Запад готовит тотальную морскую блокаду России"
  • 12.04 07:58
  • 1
Что необходимо самолетам 5 и 6-го поколений без учета малозаметности. И какие страны в этом впереди.