Войти

Создана новая технология ускорения частиц

2955
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
  • 30.12 08:18
  • 12545
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 30.12 06:43
  • 1
ОБТ Т-90М2 «Рывок-1» – перспективный российский танк
  • 30.12 06:16
  • 0
Комментарий к "Россия планирует модернизировать ядерную триаду"
  • 30.12 05:55
  • 0
Комментарий к "Госпрограмма вооружения предполагает создание универсальной системы ПВО"
  • 30.12 00:22
  • 1
"Захватим океан". На какой шаг решился Пентагон
  • 30.12 00:18
  • 1
Комментарий к "Российская авиапромышленность наносит ответный удар! Бомбардировщик Ту-160М возродился, эта контратака в условиях западных санкций потрясла мир (NetEase, Китай)"
  • 30.12 00:11
  • 1
В России создали безэкипажную лодку "Юность-82" с кругосветной дальностью хода
  • 30.12 00:02
  • 1
Китай представил крупнейший в мире «интеллектуальный» трансформатор
  • 29.12 23:43
  • 1
В Британии отказались назвать сроки начала выпуска «самого современного танка»
  • 29.12 23:18
  • 1
Полюбит ли весь мир Су-57 с новым двигателем? (The National Interest, США)
  • 29.12 19:27
  • 2
Комментарий к "Самое опасное оружие России уже находится в Белоруссии и нацелено на ЕС (Interia, Польша)"
  • 29.12 17:26
  • 190
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 29.12 14:38
  • 1
В 2022-м подумать не могли, что штурмовики пересядут на мотоциклы и лошадей
  • 29.12 12:02
  • 1
Буданов заявил о необходимости переговоров с Россией
  • 29.12 06:09
  • 7
В России собрались использовать для перевозки пассажиров дирижабли