Войти

Создана новая технология ускорения частиц

2934
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
  • 15.11 18:47
  • 115
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 15.11 17:35
  • 77
МС-21 готовится к первому полету
  • 15.11 16:47
  • 3
Экс-главу управления Минобороны по гособоронзаказу осудили на десять лет
  • 15.11 15:14
  • 11476
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 15.11 06:01
  • 14
Основатель Amazon объявил о создании тяжелой космической ракеты
  • 15.11 02:41
  • 6
Российскому среднемагистральному лайнеру МС-21 «сократили» дальность полета
  • 15.11 00:48
  • 0
И еще об Украине и евреях.
  • 14.11 14:33
  • 2
Минпромторг готовит крупные скидки на оборудование для производства чипов
  • 14.11 01:07
  • 1
Названо число построенных по инвестквотам рыбопромысловых судов
  • 14.11 00:57
  • 2
Приключения "итальянцев" в России: почему ВС РФ отказались от закупок бронемашин Centauro
  • 14.11 00:48
  • 3
Ростех создал первый отечественный шлифовальный станок для обработки критически важных деталей авиадвигателей
  • 14.11 00:08
  • 2
Российский человекоподобный робот сделал пару шагов на презентации и упал
  • 13.11 19:49
  • 0
Вот интересно - какие планы у Запада (и у евреев) на б. Украину?
  • 13.11 17:55
  • 0
Комментарий к ""Нам нужна сдерживающая сила НАТО в Европе" (Frankfurter Allgemeine Zeitung, Германия)"
  • 13.11 15:38
  • 1
"Нам нужна сдерживающая сила НАТО в Европе" (Frankfurter Allgemeine Zeitung, Германия)