Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3060
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
  • 12.07 12:44
  • 16261
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 12.07 07:21
  • 0
Комментарий к "Почему религия- мракобесие: основные аргументы"
  • 12.07 06:25
  • 0
Комментарий к "Тайна танка «Армата»: утопия будущего или спаситель прошлого?"
  • 12.07 05:10
  • 0
Комментарий к "Главный миф о танке «Абрамс» в который вы до сих пор верите"
  • 12.07 02:19
  • 0
Комментарий к "ДОКТРИНА ДУЭ"
  • 12.07 00:23
  • 0
Комментарий к "Ядерная ловушка"
  • 11.07 15:21
  • 4156
Оценка Советского периода в истории России.
  • 11.07 09:56
  • 1
Ядерная ловушка
  • 11.07 01:14
  • 1
Российский «Курьер» прикрыл войска БАГом
  • 11.07 01:02
  • 1
Россия сбила почти тысячу украинских дронов за сутки. Что дальше?
  • 11.07 00:36
  • 1
До конца года в России планируют открыть 13 новых центров промышленной робототехники
  • 10.07 22:17
  • 0
Комментарий к "ПРО ИЛЬИНА И ПОСЛЕДОВАТЕЛЕЙ, ЛИРИЧЕСКОЕ", и "О СПРАВЕДЛИВОСТИ"
  • 10.07 21:32
  • 1
Комментарий к "Воздушные стратегии Вермахта и Красной Армии: почему советская система применения авиации оказалась эффективнее"
  • 10.07 20:37
  • 28
Военкор: без десантных операций мощного прорыва обороны ВСУ российской армией можно не ждать
  • 10.07 19:51
  • 134
Обзор программы создания Ил-114-300