Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3125
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
  • 20.09 01:03
  • 0
Комментарий к "Что на самом деле стояло за «антисемитизмом» Сталина? 30 тысяч человек вышли встречать Голду Меир..."
  • 19.09 12:55
  • 3
Угроза от ИИ превзошла ожидания человечества
  • 18.09 20:35
  • 0
Комментарий к "Германия: Украина обязана покупать у нас оружие. ВПК США и Европы бьют рекорды за счет гибели славян"
  • 18.09 14:27
  • 0
Комментарий к "МИД назвал сроки планов НАТО начать горячую фазу конфликта с Россией"
  • 18.09 12:42
  • 3
Шойгу назвал рейдерским захватом действия Армении с инвестициями России
  • 18.09 12:03
  • 1
В Сербии открылся завод по производству военных беспилотников
  • 18.09 11:58
  • 1
Датскому флоту предложили новый тяжело вооруженный прибрежный корвет
  • 18.09 11:50
  • 4
Россия прекратит производство самолетов Ан-148
  • 18.09 06:28
  • 2
Ракета неизвестного типа превратила в обломки истребитель F-15 в небе над Йеменом
  • 18.09 00:27
  • 2
Польша признала давление США и НАТО в вопросе поставок оружия Украине
  • 17.09 23:51
  • 1
Бразилия приостановила закупку второй партии вертолетов Ми-35
  • 17.09 19:17
  • 1
Фон дер Ляйен: расходы на оборону в ЕС за пять лет выросли почти на 80%
  • 17.09 17:47
  • 0
Комментарий к "Оборона Европы рушится"
  • 17.09 13:28
  • 0
Разница в подходах
  • 17.09 10:33
  • 1
Корвет РФ выпустил сигнальные ракеты в сторону датского вертолета. Что известно