Войти

Создана новая технология ускорения частиц

2929
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
  • 08.11 18:48
  • 11389
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 08.11 18:45
  • 4
Министерство обороны России закупает новую 300-мм РСЗО "Сарма"
  • 08.11 18:27
  • 181
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 08.11 17:54
  • 66
МС-21 готовится к первому полету
  • 08.11 15:51
  • 2
Сможет ли Россия сбивать американские крылатые ракеты "Томагавк"? (The National Interest, США)
  • 08.11 15:31
  • 1
Минобороны России опубликовало кадры боевых вылетов Су-35С по уничтожению объектов военной инфраструктуры ВСУ
  • 08.11 02:04
  • 45
Несколько необычное «преломление» темы авианосцев.
  • 07.11 20:53
  • 2
«Роскосмос» рассказал о запуске ракеты «Протон»
  • 07.11 20:38
  • 3
Прогнозы Илона Маска: ИИ полностью заменит работающих за компьютерами. Приложения исчезнут, а звук и изображение будет создавать ИИ
  • 07.11 19:42
  • 2
Судить россиян будут при помощи искусственного интеллекта
  • 07.11 05:38
  • 1
Что дальше?
  • 07.11 02:05
  • 1
Президент Филиппин обсудил покупку подводных лодок с руководством Hanwha Ocean
  • 06.11 14:06
  • 2
Человек с «админкой бога»
  • 06.11 13:02
  • 145
ChatGPT-4 и нейросети (ИИ) спешат на помощь ГШ ВС РФ и Российской армии
  • 06.11 11:56
  • 725
«Суперснаряды» для российских танков оказались «убийцами» американских «Абрамсов»