Материалы портала «Научная Россия»

Самый быстрый компактный ускоритель элементарных частиц

Самый быстрый компактный ускоритель элементарных частиц
Американские ученые использовали лазерно-плазменный ускоритель для рекордного ускорения элементарных частиц на расстоянии всего 9 сантиметров.

Ученые национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (U.S. Department of Energy's Lawrence Berkeley National Lab) использовали специализированный лазер петаваттной мощности и плазму для разгона элементарных частиц до 4,25 гигаэлектрон-вольт. О результатах эксперимента было сообщено в журнале Physical Review Letters.

Электроны разгонялись в трубке с плазмой длиной в девять сантиметров — сравните с 27-километровой длиной окружности Большого адронного коллайдера, да и других мощных ускорителей, разгоняющих частицы с помощью электромагнитного поля. В данном случае излучение лазера проходит через специальный плазменный канал, и этот канал должен быть ровно той формы, которая нужна для работы с высокоэнергетичными электронами. Результат, достигнутый учеными лаборатории имени Лоуренса во главе с Вимом Лимансом (Dr. Wim Leeman) оказался мировым рекордом. Такой разгон частиц на таком маленьком расстоянии соответствовал энергии 4,25 гигаэлектрон-вольт, что в тысячу раз больше, чем энергия, получаемая на обычных ускорителях, и больше любых результатов, полученных ранее на лазерно-плазменных ускорителях.

У новой технологии есть еще одно важное преимущество: у традиционных ускорителей, использующих модулирующие электрические поля для ускорения частиц в пустотах металла, есть ограничение — 100 мегаэлектрон-вольт на метр, прежде чем металл начнет разрушаться. Отсюда, собственно, и громадные размеры этих экспериментальных установок.

Этот успех был достигнут благодаря новому лазерному ускорителю BELLA (Berkeley Lab Laser Accelerator), который известен, в частности, высочайшей точностью своих операций — его луч попадает в отверстие диаметром 500 микронов на расстоянии 14 метров.

В ближайшие цели группы доктора Лиманса входит достигнуть 10 гигаэлектрон-вольт. А вообще физики надеются, в будущем все ускорители элементарных частиц могут стать такими же компактными, как BELLA и не требовать таких огромных затрат для своего создания, как те, что понадобились для строительства адронного коллайдера.

Фото: Roy Kaltschmidt

большой адронный коллайдер ускоритель частиц

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий