Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3100
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
  • 24.08 03:59
  • 16392
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 24.08 01:24
  • 0
Комментарий к "Т-64: первый в мире танк с автоматом заряжания, которому не простили сложность"
  • 22.08 20:03
  • 6
В России приступили к сборке первых самолетов Як-130М
  • 22.08 07:44
  • 2
"Военная хроника": Связка Су-25 и БПЛА "Герань" увеличивает дальность поражения
  • 22.08 07:29
  • 2
Приполярные районы Луны посчитали идеальным местом для выживания земных микробов
  • 22.08 00:46
  • 1
Замглавы МО РФ обсудил с послом Шри-Ланки перспективы военного сотрудничества
  • 22.08 00:03
  • 1
Российские военные научили робота «Курьер» автоматически уничтожать дроны
  • 21.08 23:33
  • 1
Цель определена: Украина разместит предприятие по производству БПЛА в Финляндии
  • 21.08 23:30
  • 1
За время СВО "Ланцеты" применены уже более 5 тысяч раз
  • 21.08 23:20
  • 0
Комментарий к "The Atlantic рассказал о «страшном сне НАТО»"
  • 21.08 23:02
  • 3
«Полевая артиллерия будущего»: САУ AS9 Huntsman поступила в австралийскую армию
  • 21.08 21:54
  • 0
Комментарий к "Кто победит в дуэли Су-57 против Dassault Rafale? Ответ может удивить (The National Interest, США)"
  • 21.08 21:30
  • 135
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 21.08 18:02
  • 0
Комментарий к " "Именно этого Москва не хочет". Этим учением НАТО посылает четкий сигнал (Die Welt, Германия)"
  • 21.08 18:01
  • 0
Комментарий к "Америка должна выйти из НАТО и перестать играть роль мирового жандарма на Ближнем Востоке (19FortyFive, США)"