Ученые из Национальной лаборатории ускорения SLAC, подведомственной Минэнерго США, и университета Калифорнии в Лос-Анжелесе (UCLA), разработали новую технологию плазменного ускорения электронов, позволяющую разгонять их на расстоянии всего 5-6 метров до таких энергий, для которых раньше требовался разгон на длине в 2 км. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Используя систему SLAC для тестирования новых ускорителей (ФАСЕТ), исследователи разогнали пучки электронов до энергий от 400 до 500 раз больших, чем они могли бы достичь на таком же расстоянии в обычном ускорителе. Не менее важно и то, что энергия передается электронам гораздо более эффективно, чем в предыдущих экспериментах. Такого сочетания энергии и эффективности никогда не было достигнуто раньше. «Многие аспекты работы ускорителя определяются тем, как быстро частицы в нем могут быть ускорены», — сказал руководитель исследования Майк Литос (Mike Litos) из SLAC.
Группы из UCLA и SLAC занимались исследованиями в этой области более десяти лет. В статье 2007 года исследователи описали ранний эксперимент: они посылали пары электронных сгустков, от 5 до 6 млрд электронов, в сгенерированную лазером плазму внутри печи с горячим газом лития. Первый сгусток был драйвером — он срывал электроны с атомов лития, создавая режим «blowout». Возникала своеобразная «плазменная волна», которая и ускоряла второй сгусток электронов. Тогда они объявили, что они ускорили электроны в хвосте длинного электронного сгустка от 42 млрд электронвольт до 85 млрд электронвольт. Однако это ускорение касалось лишь примерно 6% электронов в общем потоке и диапазон энергий был слишком широк, что делало частицы неподходящими для экспериментов.
