Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3025
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
  • 02.06 18:56
  • 15976
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 02.06 17:45
  • 0
Польша: Балтийский хаб НАТО
  • 02.06 12:45
  • 1
День Северного флота России
  • 02.06 12:33
  • 1
Комментарий к: "Военкор: рассказы про удары по центрам принятия решения - детские страшилки", и сходные тексты.
  • 02.06 12:15
  • 2
ОАК начала поставки Ту-214
  • 02.06 11:19
  • 1
Самый большой корабль ВМФ России начал последний этап испытаний после ремонта
  • 02.06 07:28
  • 1
США намерены заменить «уязвимые» самолёты ДРЛО спутниками Илона Маска с ИИ
  • 02.06 05:18
  • 0
Комментарий к "В НАТО довольны результатом нового моделирования вторжения России в Литву"
  • 02.06 04:48
  • 342
Космонавтика Илона Маска
  • 02.06 04:35
  • 0
Комментарий к "Новый российский танк получит искусственный интеллект и элементы роботизации"
  • 02.06 02:09
  • 2
Комментарий-2 к "Россия проводит масштабные испытания шести типов ракет с ядерным потенциалом: какую задачу выполняет каждая из них? (Military Watch Magazine, США)"
  • 02.06 01:06
  • 0
Комментарий к "Шеф Пентагона: США найдут способы помочь Украине защитить себя"
  • 01.06 20:52
  • 11
Новая "Нормальность" войны. Директор ЦАСТ Руслан Пухов на Грушинской конференции
  • 01.06 20:25
  • 1
Африканский корпус обзавёлся полноценной авиагруппой
  • 01.06 20:17
  • 1
Тактика "тысячи порезов". Что происходит в зоне СВО