Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3090
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
  • 11.08 23:20
  • 0
Комментарий к "JAS 39 Gripen против Су-35: кто победит в будущем противостоянии в небе над Украиной? (The National Interest, США)"
  • 11.08 17:54
  • 0
Комментарий к ""Сталин равен Гитлеру": как фальсифицируют коммунизм ради защиты капитала"
  • 11.08 16:33
  • 0
Комментарий к "Похоже, пора. На Западе проговорились: Россия разгромит Украину — но главная битва впереди"
  • 11.08 14:59
  • 16366
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 11.08 02:51
  • 0
Комментарий к "Российские ЗРК С-400 достигли беспрецедентного поражения целей благодаря новому методу наведения на загоризонтной дальности (Military Watch Magazine, США)"
  • 11.08 01:29
  • 0
Комментарий к "Как российские баллистические ракеты находят бреши в противовоздушной обороне Украины (CNN, США)"
  • 11.08 00:31
  • 1
Турция стала ограничивать судоходство в Черном море на фоне участившихся атак (Bloomberg, США)
  • 11.08 00:23
  • 1
Турция продала Украине опасное оружие – установки M270 MLRS и ракеты ATACMS
  • 11.08 00:18
  • 1
Подсчитаны все танки, поставленные ВСУ западными странами
  • 11.08 00:18
  • 1
Как российские баллистические ракеты находят бреши в противовоздушной обороне Украины (CNN, США)
  • 11.08 00:15
  • 1
Российские ЗРК С-400 достигли беспрецедентного поражения целей благодаря новому методу наведения на загоризонтной дальности (Military Watch Magazine, США)
  • 11.08 00:10
  • 0
Комментарий к "Распад Российской империи начался задолго до приезда Ленина в Петроград в апреле 1917 года"
  • 10.08 22:05
  • 0
Комментарий к "Забытый урок Галилея: почему современная наука рискует снова оказаться на костре инквизиции"
  • 10.08 20:57
  • 0
Комментарий к "НЕЗАБЫВАЕМОЕ"
  • 10.08 20:04
  • 1
Для немецкого бундесвера закупят крупную партию БТР Boxer и БМП Puma