Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3029
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
  • 09.06 00:08
  • 0
Комментарий к "Наступившее лето отличается от предыдущих аналогичных периодов СВО"
  • 08.06 21:33
  • 2
FPV-дрон "Пиранья 10", сбивший танк ABRAMS, показали на HeliRussia-2026
  • 08.06 20:00
  • 0
Комментарий к "Крупнейшая в мире ударная подлодка заявила о своем присутствии близ заполярных рубежей НАТО. Насколько могуч "Ясень-М"? (Military Watch Magazine, США)"
  • 08.06 12:03
  • 16032
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 08.06 11:40
  • 8
На Западе оценили ракетную мощь российского «Адмирала Нахимова»
  • 08.06 10:27
  • 2
Дуров: Чиновнику, «сломавшему интернет» в РФ, американцы должны вручить медаль
  • 08.06 08:34
  • 1
Каждый российский солдат войдет в единую информационную сеть
  • 08.06 08:26
  • 0
Комментарий к "На Западе рассказали о значении «Форта-М» на «Адмирале Нахимове»"
  • 08.06 04:56
  • 0
Комментарий к "Оперативный тупик ВСУ, или Как Россия отвечает на киевский террор отчаяния"
  • 08.06 03:16
  • 1
Польша арендует старейшую шведскую подлодку
  • 08.06 03:04
  • 1
Помощник президента России подтвердил наличие непубличных контактов с Киевом
  • 08.06 02:52
  • 1
Владимир Путин: Россия готова совместно с Индией разрабатывать новые виды оружия
  • 08.06 02:38
  • 1133
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 07.06 07:20
  • 0
Об "Адмирале Нахимове" и "Петре Великом".
  • 07.06 05:05
  • 0
Комментарий к "На Западе оценили ракетную мощь российского «Адмирала Нахимова»"