Войти

Создана новая технология ускорения частиц

3043
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
  • 24.06 06:04
  • 129
МС-21 готовится к первому полету
  • 24.06 05:39
  • 0
Комментарий к "В США рассказали о советском «Граните» для уничтожения авианосцев"
  • 24.06 01:40
  • 1
Зеленский подписал закон об увеличении военных расходов на 2026 год
  • 24.06 01:38
  • 3
Ушаков: РФ ждёт не выполнения договоренностей Анкориджа, а победы
  • 24.06 01:33
  • 3
Почему Politico в последний момент отменило статью Лаврова
  • 24.06 00:38
  • 5
О Су-57 - свежая (от 19 июня) статье MWM
  • 24.06 00:05
  • 2
Як-130 с оружием "воздух-воздух" может быть прекрасным охотником на БПЛА
  • 23.06 12:56
  • 16160
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 23.06 05:26
  • 1
Удар по Воронежу противник наносил франко-британскими ракетами Storm Shadow
  • 22.06 23:29
  • 0
О цитатах из Е. Холмогорова.
  • 22.06 20:53
  • 1
На Западе рассказали о будущем Т-14 «Армата»
  • 22.06 05:23
  • 0
Комментарий к "УДОБНАЯ ИСТОРИЯ, ИЛИ КАК ВЫПИЛИТЬ ИЗ ИСТОРИИ РОССИИ XX ВЕК"
  • 22.06 03:25
  • 0
Об "Орланах" - от 19fortyfive.
  • 21.06 22:37
  • 0
О российских фрегатах 2-го ранга - от MWM
  • 21.06 21:05
  • 0
О танковых резервах РФ - от MWM