Войти

Создана новая технология ускорения частиц

2843
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
  • 10.03 14:25
  • 509
Россия приняла на вооружение новую боевую машину поддержки танков "Терминатор-2", разработанную специально для уличных боев: это настоящий "комбайн смерти"! (Sohu, Китай)
  • 10.03 14:19
  • 7955
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 10.03 13:59
  • 8
Макрон счел неприемлемым требование России демилитаризовать Украину
  • 10.03 13:57
  • 1
Франция объявила о выделении Украине нового пакета военной помощи за счёт доходов от замороженных российских активов
  • 10.03 13:47
  • 2
В Польше планируют ввести всеобщую обязательную военную подготовку
  • 10.03 13:16
  • 1
Зарубежные заказчики проявляют интерес к уникальной российской снайперской винтовке ВКС
  • 10.03 13:07
  • 1
Без поддержки США оборона Европы рискует “схлопнуться” за несколько недел (Bloomberg, США)
  • 10.03 13:03
  • 1
«Отец всех мангалов»: в зоне СВО замечена самая защищённая «Мотолыга»
  • 10.03 12:49
  • 1
Леденящие душу фото. Военный корабль Путина проходит через Ла-Манш и готовится к атаке… под прицелом королевского фрегата (The Sun, Великобритания)
  • 10.03 12:19
  • 8601
Минобороны: Все авиаудары в Сирии пришлись по позициям боевиков
  • 10.03 10:29
  • 1
Трамп продолжает давить на Украину, а Путин, похоже, готов к перемирию (Bloomberg, США)
  • 10.03 10:12
  • 1
Россия призывает Великобританию не отправлять войска на Украину – грозное предупреждение для НАТО (Daily Express, Великобритания)
  • 10.03 09:51
  • 1
"Европе и Украине надо готовиться к худшему сценарию". Лукаш Адамски комментирует для Haqqin.az (Haqqin.az, Азербайджан)
  • 10.03 08:00
  • 3
Британский большой подводный дрон приступит к испытаниям в апреле
  • 10.03 02:36
  • 9
О готовности Зеленского/бандеровщины к миру.