Войти

Создана новая технология ускорения частиц

2906
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
  • 28.08 20:39
  • 10280
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 28.08 19:44
  • 0
Комментарий к "В США обрадовались будущему флагману ВМФ России"
  • 28.08 18:44
  • 0
Комментарий к "Названо предотвратившее третью мировую войну оружие СССР"
  • 28.08 14:12
  • 141
Путин и отношения с Азербайджаном: фокус на Южном Кавказе (Al Mayadeen, Ливан)
  • 28.08 12:44
  • 1523
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 28.08 00:16
  • 60
Гендиректор ОАК Слюсарь: испытания SSJ New с российскими двигателями начнутся осенью - Интервью ТАСС
  • 27.08 20:01
  • 0
Ответ на "«Морских терминаторов» России превратят в ракетные грузовики"
  • 27.08 19:18
  • 0
Ответ на "Названо оружие для борьбы с «Длинным Нептуном»"
  • 27.08 16:03
  • 1
Названо оружие для борьбы с «Длинным Нептуном»
  • 27.08 16:00
  • 1
Ростех планирует выпускать по 20 самолётов Ту-214 ежегодно
  • 27.08 15:32
  • 1
Всё дальше от РФ: Армения и Великобритания договорились о стратегическом партнерстве
  • 27.08 15:27
  • 1
Вместо отставки – модернизация: литоральные корабли ВМС США вооружат дальнобойными ракетами
  • 27.08 15:24
  • 1
В строй итальянского флота введён универсальный десантный корабль Trieste
  • 27.08 04:24
  • 1
Об "эпохе Петра Великого" - корабля, понятно. :)
  • 27.08 02:18
  • 1
На встрече Трампа и Путина обсуждалась покупка США российских атомных ледоколов