Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3026
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
  • 05.06 23:18
  • 3
На Западе оценили ракетную мощь российского «Адмирала Нахимова»
  • 05.06 19:23
  • 1
Названы особенности истребителя Су-75
  • 05.06 19:18
  • 133
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 05.06 19:11
  • 76
Гендиректор ОАК Слюсарь: испытания SSJ New с российскими двигателями начнутся осенью - Интервью ТАСС
  • 05.06 15:37
  • 16028
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 05.06 03:24
  • 1
Эксперт исключил массовое применение «Цирконов» для ударов по Украине
  • 05.06 02:43
  • 1
Кто мешает обеспечивать глобальную продовольственную безопасность?
  • 05.06 02:38
  • 0
Комментарий к "World’s Largest Combat Ship Begins Final Sea Trials: How Powerful is Russia’s Nuclear-Powered Cruiser Admiral Nakhimov?" и "The World’s Only Nuclear Surface Combat Ship is Now Heavily Optimised to Defend the Russian Arctic "
  • 04.06 06:30
  • 0
О Петровском (т.е. построенном при Петре I) ВМФ
  • 04.06 06:16
  • 1
Вадим Бадеха: мы подняли в воздух все самолеты, которые ждала страна
  • 04.06 05:55
  • 4
День Северного флота России
  • 04.06 03:04
  • 1
«У нас есть полная уверенность в том, что все намеченное будет реализовано»
  • 03.06 12:36
  • 1
В ОАК сообщили о начале сборки опытного образца истребителя Checkmate
  • 03.06 12:26
  • 1
Армия России в ответ на атаки Киева поразила завод «Мотор Сич» в Запорожье
  • 03.06 05:26
  • 0
Комментарий к "Украинский конфликт стал европейским. Нельзя думать об одном лишь выживании (The Economist, Великобритания)"