Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3112
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
  • 05.09 03:01
  • 15
Оффлайн нейросеть без цензуры на личном ПК или ноутбуке
  • 04.09 21:12
  • 0
В дополнение к "О современном воздушном бое"
  • 04.09 12:54
  • 5
Ан-2 получит отечественный двигатель ВК-800 и снова пойдет в серию в модернизированном виде
  • 03.09 23:07
  • 0
Комментарий к "Предложение Рэтклиффа, Украина и будущее НАТО (Asia Times, Гонконг)"
  • 03.09 16:36
  • 0
Контур угроз
  • 03.09 16:28
  • 1
Под знаком качества: "Восход" после заката
  • 03.09 16:20
  • 1
Владимир Путин: если Армения не заинтересована в российской военной базе в Гюмри, ее там не будет
  • 03.09 15:44
  • 1
В ответ на «диверсию» в Лейпциге ФРГ поставит на Украину ракеты к ЗРК IRIS-T
  • 03.09 01:45
  • 1
Предложение Рэтклиффа, Украина и будущее НАТО (Asia Times, Гонконг)
  • 02.09 19:51
  • 136
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 02.09 19:28
  • 79
Гендиректор ОАК Слюсарь: испытания SSJ New с российскими двигателями начнутся осенью - Интервью ТАСС
  • 02.09 15:17
  • 2
Холодный прием в Москве: Путин показал главе ЦРУ его реальное место (Baijiahao, Китай)
  • 02.09 14:53
  • 4
Крупнейший чиповый холдинг России получил почти 3 млрд рублей убытка за полгода
  • 02.09 11:49
  • 4
Глава ЦРУ в ходе визита в Москву предостерег Россию от нападений на союзников по НАТО и помощи Ирану (Politico, США)
  • 02.09 04:32
  • 0
Комментарий к "Холодный прием в Москве: Путин показал главе ЦРУ его реальное место (Baijiahao, Китай)"