Войти

Создана новая технология ускорения частиц

2876
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
  • 05.06 18:02
  • 167
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 05.06 17:46
  • 1
Самолёт ТВРС-44 получил название «Ладога»
  • 05.06 17:00
  • 9257
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 05.06 09:20
  • 2
Запущенная с "Иноходца" ракета Х-БПЛА (ТКБ-1030) сожгла бронемашину ВСУ
  • 05.06 09:13
  • 1
Пентагон заявил об опасности атак дронов Китая на американские аэродромы
  • 05.06 09:02
  • 1
Комплексы "Ланцет" применяют для защиты Крыма
  • 05.06 08:52
  • 1
СВО повысила мировую популярность российского оружия
  • 05.06 06:07
  • 0
Ответ на "Десантная кооперация: новый корабль «Владимир Андреев» встанет в строй в 2026-м"
  • 05.06 04:22
  • 1
Ответ на "Каким будет будущее стратегической авиации России"
  • 05.06 02:13
  • 3
Десантная кооперация: новый корабль «Владимир Андреев» встанет в строй в 2026-м
  • 05.06 02:12
  • 5
И еще о "Пантере", и об Internet'е
  • 04.06 20:20
  • 1
Российский «Терминатор» выдержал наезд на «бутерброд»
  • 04.06 17:29
  • 134
Будущее за тяжелыми "противоснарядными" БМП весом в 55 тонн
  • 04.06 11:32
  • 316
Главком ВМФ России: проработан вопрос о создании нового авианосца
  • 04.06 09:22
  • 3
Дроны ВСУ впервые атаковали Сибирь. Они вылетали из фуры, чтобы ударить по аэродрому