Войти

Создана новая технология ускорения частиц

2922
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
  • 09.10 02:44
  • 10767
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 08.10 18:09
  • 0
Комментарий к ""Ядерный взрыв будет хорошо виден в Одессе". Чем Россия ответит на поставки Tomahawk?"
  • 08.10 16:04
  • 1
"Ядерный взрыв будет хорошо виден в Одессе". Чем Россия ответит на поставки Tomahawk?
  • 08.10 12:42
  • 1529
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 08.10 11:37
  • 1
Трамп заявил, что принял решение по ракетам Tomahawk и Украине
  • 08.10 05:09
  • 0
Комментарий к "Названа неочевидная опасность «Томагавков»"
  • 08.10 05:06
  • 3
Украина вряд ли получит ракеты Tomahawk из-за опасности конфликта РФ и США
  • 08.10 04:32
  • 3
В тему "обнуления Томагавков" и прочих БПЛА
  • 08.10 04:22
  • 1
Комментарий к "Новая система международной безопасности – ради сохранения цивилизации"
  • 08.10 03:26
  • 0
Ответ на "Диванные вояки и дипломаты-пустозвоны хотят войны (American Thinker, США)"
  • 07.10 20:04
  • 7
Для защиты заводов по переработке нефти развернули передвижные группы ПВО
  • 07.10 17:59
  • 4
Тяжелая БМП Т-15 на платформе "Армата", возможно, даже нужнее чем танк
  • 07.10 17:59
  • 0
Комментарий к "В честь Дня Cухопутных войск российская армия получила новую бронетехнику (The National Interest, США)"
  • 07.10 17:35
  • 27
Российские БМПТ получили «теннисную сетку» для защиты от дронов
  • 07.10 14:29
  • 0
Новая система международной безопасности – ради сохранения цивилизации