Войти

Создана новая технология ускорения частиц

2640
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
Похожие новости
10.07.2017
Конструктор о наноспутниках и их судьбе: выполнил задачу и сгорел без остатка
24.11.2015
Импортозамещение в головах
22.08.2013
Обитаемая лунная база: близкая и далекая
25.02.2013
С "Апофисом" в одиночку не справиться
14.11.2012
Солнечная радиация убьет марсонавтов
30.03.2010
«Прошлые космические победы Отечества – залог будущих достижений»
19.10.2006
Пилотируемая экспедиция на Марс – подготовка продолжается
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 10.05 23:36
  • 1244
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 10.05 16:23
  • 1
Борьба за доминирование: Российский и украинский подходы к Черноморскому региону
  • 10.05 14:31
  • 14
Американские «Гадюки» получат ракету большой дальности
  • 10.05 13:08
  • 1
Комбриг спецназа призвал создать БПЛА-носитель для FPV-дронов и внедрить в ВС России
  • 10.05 03:44
  • 4
Визит канцлера в Прибалтику. Все в этот день заставляет воскликнуть: переломный момент! (Der Spiegel, Германия)
  • 10.05 01:20
  • 0
В добавление к мифам - миф новейший, и ОЧЕНЬ надоедливый.
  • 09.05 23:17
  • 1
О некоторых заблуждениях касательно задач и возможностей танков.
  • 09.05 16:32
  • 2720
Как насчёт юмористического раздела?
  • 09.05 12:44
  • 14
Названа цена за вступление Молдавии в НАТО. Страна запылает, как Украина
  • 09.05 10:26
  • 10
В США показали испытания беспилотной подлодки на видео
  • 09.05 09:14
  • 1
Не верьте военной машине Вашингтона: Путин не собирается нападать на страны НАТО (Newsweek, США)
  • 09.05 09:01
  • 1
Китайская станция Chang'e-6 успешно вышла на окололунную орбиту
  • 09.05 08:55
  • 1
"Дни неприступных крепостей прошли". Украинский фронт вот-вот посыплется (Advance, Хорватия)
  • 09.05 02:07
  • 5
NASA успешно передало данные по лазерному лучу на 226 миллионов километров
  • 09.05 02:07
  • 1258
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ