Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3084
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
  • 02.08 21:06
  • 0
Об обороне, наступлении, и готовности к войне (по мотивам Шишкина :))
  • 02.08 16:37
  • 1
«Новая эра авиации спецопераций»: генерал США оценил штурмовик Skyraider II
  • 02.08 05:13
  • 16351
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 02.08 04:46
  • 1
Комментарий к "Танк Т-64 с автоматом заряжания убрал четвёртого члена экипажа — что это изменило в конструкции"
  • 02.08 04:35
  • 0
Комментарий к "Что не так у Маркса с «эксплуатацией»"
  • 01.08 19:13
  • 0
Комментарий к "Почему гуманитарию так сложно найти общий язык с техническими специалистами? Я одна такая? Есть ли вообще решение?"
  • 01.08 06:43
  • 0
Комментарий к "Так какую же всё-таки роль сыграл Ленд-лиз"
  • 01.08 02:20
  • 0
Об эсминцах, раз уж пошел разговор о возобновлении их постройки в РФ
  • 01.08 00:27
  • 0
Комментарий к "Один стационарный С-200 закрывал площадь сорока дивизионов С-75"
  • 31.07 19:20
  • 0
Комментарий к "Модернизацию атомного подводного флота назвали важнейшей задачей для развития ВМФ"
  • 31.07 19:02
  • 2
Россия объявила о первой за 40 лет программе создания эсминцев. Срочно требуются: океанские боевые корабли (Military Watch Magazine, США)
  • 31.07 18:51
  • 0
Комментарий к "Россия объявила о первой за 40 лет программе создания эсминцев. Срочно требуются: океанские боевые корабли (Military Watch Magazine, США)"
  • 31.07 18:09
  • 1
Госкомвоенпром: ОАО "АЛЕВКУРП" усовершенствовало оптико-электронную систему для ЗРК
  • 31.07 18:00
  • 1
Модернизацию атомного подводного флота назвали важнейшей задачей для развития ВМФ
  • 31.07 17:37
  • 1
Морские получения: Каспийская флотилия обзавелась собственной авиацией