Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3115
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
  • 07.09 23:11
  • 1
Финляндия в 2027 году планирует выделить на оборону 7 млрд. евро
  • 07.09 17:31
  • 1
На смену "Шилке" в армии Вьетнама готовится ЗСУ с 30-мм пушками и ракетами
  • 07.09 17:26
  • 1
Протянутся на тысячи километров: США создадут подземные линии связи для МБР
  • 07.09 16:56
  • 16398
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 07.09 16:31
  • 1
В Томске создали слоистую броню, которой заинтересовались в Минобороны
  • 07.09 07:11
  • 21
Оффлайн нейросеть без цензуры на личном ПК или ноутбуке
  • 06.09 23:16
  • 1
Упадок мировой державы (Handelsblatt, Германия)
  • 06.09 22:54
  • 1
Комментарий к "Танк будущего, который придумали в 90-е. Чем он лучше Т-90М?"
  • 06.09 17:32
  • 0
Комментарий к "Путин разгромно победил Европу, даже не явившись на войну"
  • 06.09 17:07
  • 2
«Стал перехватчиком дронов»: в западной прессе оценили Ка-52 с новым оружием
  • 06.09 02:17
  • 0
Комментарий к "Почему Сталина ненавидят до сих пор? Возможно, дело совсем не в 1937 годе? Тогда в чём? Подумаем вместе"
  • 05.09 23:17
  • 8
Ан-2 получит отечественный двигатель ВК-800 и снова пойдет в серию в модернизированном виде
  • 05.09 15:28
  • 1
АК-12+ vs АК-12: Утолщенный ствол, резьба под ДТК, отказ от гранатомета и повышенная кучность стрельбы
  • 05.09 11:44
  • 1
Вучич заявил, что в Сербии откроют совместный с КНР завод по производству роботов, БЛА и батарей
  • 05.09 11:38
  • 1
Современная замена устаревшим Ан-24: Ил-114-300 получил уникальную систему навигации без спутников