Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3118
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
  • 11.09 04:34
  • 1
«Возникает ассоциация с «Бисмарком»: западная оценка крейсера «Адмирал Нахимов»
  • 11.09 04:18
  • 1
Российский производитель поставит в Индию более 100 самолётов Ил-114-300
  • 11.09 03:53
  • 2
В России назвали четыре сценария СВО
  • 11.09 03:45
  • 0
Комментарий к "Украина отчаянно пытается противостоять российским баллистическим ракетам (The Economist, Великобритания)"
  • 11.09 01:43
  • 0
Комментарий к "России еще долго придется пополнять запасы вооружений, заявил Медведев"
  • 11.09 01:21
  • 0
Комментарий к ""Прямых аналогов у Запада нет": Эксперт "РГ" - о том, какую технику показала Россия на выставке в Египте"
  • 10.09 21:56
  • 0
Комментарий к "В России назвали четыре сценария СВО"
  • 10.09 20:01
  • 1
Для защиты космических аппаратов предложили использовать алюминиевые «яйца»
  • 10.09 19:39
  • 1
Комментарий к "Стремительная модернизация российского атомного подводного флота насторожила НАТО (Military Watch Magazine, США)"
  • 10.09 03:16
  • 1
Вторая жизнь «Осы»: на Украине создали замену заканчивающимся советским ракетам
  • 09.09 14:18
  • 1
В Ростехе раскрыли принцип работы барражирующего боеприпаса "Дань-Т"
  • 09.09 10:06
  • 1
Власти США разработали план действий на случай существования инопланетян
  • 09.09 10:00
  • 1
«Проекты США под угрозой»: Пентагон больше не публикует оценку своих программ
  • 09.09 09:54
  • 1
«Бизоны» в стране пирамид. Что Россия представит на авиасалоне в Египте
  • 09.09 04:57
  • 138
МС-21 готовится к первому полету