Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3014
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
  • 18.05 19:35
  • 15829
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 18.05 18:17
  • 0
Комментарий к "Новый фрегат приблизит ВМФ к возможностям советского времени"
  • 18.05 07:22
  • 0
Комментарий к "НАТО окажет давление на европейских производителей оружия, чтобы увеличить инвестиции (Financial Times, Великобритания)"
  • 18.05 03:41
  • 2
Подразделения БАРС создадут в Удмуртии для защиты жителей и заводов от БПЛА
  • 18.05 01:28
  • 1
НАТО окажет давление на европейских производителей оружия, чтобы увеличить инвестиции (Financial Times, Великобритания)
  • 18.05 01:17
  • 1
Лидер АдГ: Война на Украине представляет угрозу безопасности Германии
  • 18.05 01:03
  • 0
Комментарий к "Fighter Battle: Can Ukraine’s F-16s Defeat Russia’s Su-35 and Su-57?"
  • 17.05 21:45
  • 0
Комментарий к "Боевые самолеты России превзошли вооружение НАТО"
  • 17.05 19:59
  • 4
ОАК передала Минобороны России партию самолетов Су-57 с обновленным комплексом вооружения
  • 17.05 18:41
  • 6
В России появится собственный 90-нанометровый литограф
  • 17.05 04:04
  • 0
Комментарий к "ЗРК «Тор-М2» - в центре внимания западной военной прессы"
  • 17.05 02:58
  • 0
Комментарий к "Путина неверно поняли по поводу скорого завершения СВО. Вот что это значит (The Jerusalem Post, Израиль)"
  • 16.05 16:32
  • 1
Турецкий флот пополнил первый танкодесантный корабль нового поколения
  • 16.05 16:21
  • 2
Тактика применения авиационных управляемых ракет "воздух - воздух" большой дальности в ходе СВО
  • 16.05 15:53
  • 1
Боевые самолеты России превзошли вооружение НАТО