Войти

Создана новая технология ускорения частиц

2972
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
  • 15.02 16:56
  • 14324
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 15.02 15:50
  • 38
КРЭТ: дирижабли с локаторами ПРО могут появиться в России
  • 15.02 11:37
  • 1
С полком и расстановкой: во всех округах созданы части войск беспилотных систем
  • 15.02 09:54
  • 1
В США указали на недостатки Су-57
  • 15.02 03:06
  • 2
Комментарий к "How Russian Air Doctrine Shaped the Su-57 “Felon” Fighter"
  • 14.02 17:04
  • 6
"Уникальные люди". Эксперт о подготовке российского спецназа
  • 14.02 13:13
  • 1
Сергей Миронов предложил отправлять на фронт тех, кто решил замедлить Telegram
  • 14.02 07:03
  • 1
Европа надорвалась в попытке превзойти США по тратам на Зеленского
  • 14.02 04:30
  • 108
"Для прорыва островных цепей". Китай дал мощный ответ Пентагону
  • 13.02 15:47
  • 1
В России вспомнили о предшественниках современных боевых роботов
  • 13.02 15:41
  • 1
В «Ростехе» сообщили об применении танков с БПЛА для поражения одиночных целей
  • 13.02 15:19
  • 4
Если «Телега» встанет: вопросы от военных и размышления военкоров
  • 13.02 07:49
  • 100
МС-21 готовится к первому полету
  • 13.02 07:38
  • 0
Комментарий к "Рютте грозит «разрушительным» ответом, если ВС РФ заблокируют Сувалкский коридор"
  • 13.02 07:03
  • 1
Су-57 только что получил новую смертоносную систему вооружения (The National Interest, США)