Войти

Создана новая технология ускорения частиц

2942
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
  • 29.11 20:34
  • 30
Италия заказала первые боевые машины пехоты KF41 Lynx
  • 29.11 19:36
  • 0
Комментарий к "Почему оторванная от реальности Европа не станет поддерживать Украину в конфликте (The Telegraph UK, Великобритания)"
  • 29.11 19:36
  • 11700
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 29.11 15:47
  • 80
МС-21 готовится к первому полету
  • 29.11 11:46
  • 9
Российскому среднемагистральному лайнеру МС-21 «сократили» дальность полета
  • 29.11 11:13
  • 8
Силуанов: время углеводородного сырья уходит, экономике нужны другие «двигатели»
  • 29.11 10:53
  • 3
Пуститься по миру: как Киев намерен содержать армию в 800 тыс. человек
  • 29.11 07:28
  • 0
Комментарий к "Война России с НАТО будет намного стремительнее, чем конфликт на Украине (Newsweek, США)"
  • 29.11 06:17
  • 0
Комментарий к "Беззащитная Великобритания – легкая мишень: когда Украина падет, мы будем следующими (The Independent, Великобритания)"
  • 29.11 04:45
  • 0
Комментарий к "Забрезжило соглашение по Украине, и Франция с Великобританией определяются с военным присутствием там (Politico, США)"
  • 29.11 02:52
  • 13
Прогнозы Илона Маска: ИИ полностью заменит работающих за компьютерами. Приложения исчезнут, а звук и изображение будет создавать ИИ
  • 29.11 01:43
  • 2
«Лёгкая добыча для обзорных радаров»: Индия создала новое покрытие для Су-30СМ
  • 28.11 16:10
  • 1
Ковальчук: Россия обладает заделом для освоения дальнего космоса
  • 28.11 14:40
  • 1
В США перспективы российского Су-75 сравнили с «полетом фантазии»
  • 28.11 13:31
  • 1
ВсКО: исторический опыт казачества поможет в мобилизационном резерве ВС РФ