Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3134
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
  • 26.09 03:02
  • 0
Комментарий к "США снова предложили Украине забрать оставшиеся фрегаты типа Oliver Hazard Perry"
  • 26.09 02:15
  • 0
Комментарий к "Грядущая война с Россией: путь Европы к краху (Asia Times, Гонконг)"
  • 25.09 19:51
  • 0
Комментарий к "Генерал авиации рассказал о преимуществах обновленного Су-57" и "Летчик рассказал об истребителях Су-57 в новом техническом облике"
  • 25.09 18:21
  • 0
Комментарий к "В США заявили об устаревании стратегической авиации"
  • 25.09 06:33
  • 1
США по ошибке выслали китайцам детали самолета F-35. Какие секреты узнает Пекин?
  • 25.09 06:27
  • 2
США снова предложили Украине забрать оставшиеся фрегаты типа Oliver Hazard Perry
  • 25.09 06:21
  • 1
Гендиректор «Космической связи» сообщил о спутниковых помехах со стороны Украины
  • 25.09 02:02
  • 1
Сетевая невидимость: истребители F-16 научились «видеть» без радара
  • 25.09 01:52
  • 1
Германия нарастит финансирование военных технологий до 6,25 млрд. евро к 2027 году
  • 24.09 18:15
  • 0
Комментарий к "Зрелищный коллапс Запада и катастрофический развал «американской империи» впечатляют"
  • 24.09 13:40
  • 16404
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 24.09 13:22
  • 6
Угроза от ИИ превзошла ожидания человечества
  • 24.09 11:18
  • 2
Валитов Ильгиз Наилевич - опытный и перспективный управленец современной России
  • 24.09 09:47
  • 5
"Военная хроника": Связка Су-25 и БПЛА "Герань" увеличивает дальность поражения
  • 24.09 02:32
  • 1
Канада и Норвегия намерены значительно расширить двустороннее партнерство в сфере обороны и безопасности