Большой адронный коллайдер «догнал» ускоритель размером с зажигалку: что произошло

Фото: ScienceAlert

Как известно ускорители частиц играют важную роль в разных физических исследованиях. Но обычно они занимают очень много места. Новый ускоритель частиц, созданный американскими физиками, действительно крошечный по сравнению, например, с Большим адронным коллайдером. Тем не менее ученым удалось сделать то, что способны делать только большие ускорители частиц, пишет ScienceAlert.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Matter and Radiation at Extremes, в ходе эксперимента физикам удалось с помощью крошечного ускорителя частиц, создать электронный пучок с энергией 10 млрд электрон-вольт (10 ГэВ) в камере размером всего 10 см. Вся система полностью имеет длину 20 метров.

Для сравнения, длина других ускорителей частиц, которые способны создавать электронные пучки с энергией 10 ГэВ, составляет примерно 3 км, то есть они примерно в 150 раз больше.

Уменьшить общий размер системы ученые смогли, объединив высокоэнергетические ультракороткие лазерные импульсы с газообразным гелием, покрытым наночастицами алюминия. Эти частицы увеличивают энергию электронов, которые оторваны от наночастиц лазером, где они катаются на индуцированных лазером плазменных волнах, как серферы.

В то время как сила этих волн обычно была бы подавляющей, то есть это похоже на то, как водные лыжи преодолевают волны, оставленные лодками, то наночастицы обеспечивают большую стабильность и позволяют уменьшить размер системы.

Ученые объясняют, что в маленьком ускорителе частиц, эквивалентом водных лыж являются наночастицы, которые высвобождают электроны в нужный момент и в нужное время, поэтому все они находятся в волне. Таким образом физики получают больше электронов в волне тогда и там, когда и где им нужно, чтобы они были.

Данный тип ускорителя частиц, который использует лазеры для создания плазменных волн, называется лазерным кильватерным ускорителем. По слова мученых, их улучшенную версию ускорителя можно использовать при изучении полупроводников, тестировании космического оборудования и разработке методов лечения рака.

Все это возможно благодаря тому, как эти ускорители ускоряют электроны до высоких скоростей, создавая энергетические волны электромагнитного излучения, такие как рентгеновские лучи, которые можно использовать для визуализации процессов молекулярного масштаба.

Интересные новости всегда под рукой в нашем Telegram-канале

Подписаться

Ирина Скиба / Skibair
Журналист GolosInfo