Эра гигантских монстров–ускорителей, пожирающих электроэнергию, близится к концу. Новые лазерные технологии позволяют создавать ультракомпактные, экономичные ускорители на гораздо большую энергию, чем было возможно до сих пор.

Метод кильватерного ускорения (laser wakefield acceleration) основан на облучении плазмы интенсивными лазерными импульсами, что позволяет создать поля сверхвысокой напряженности - так называемый «кильватерный» след. Сепарация плазмы на электроны и ионы под действием лазера создает электромагнитные поля, ускоряющие электроны до высоких энергий в тысячи раз быстрее и на несравнимо меньших дистанциях, чем возможно сегодня.

Идея нового метода ускорения не нова – она была предложена еще в 1979 году учеными из Калифорнийского университета Тоши Тоджимой и Дж. М. Доусоном. Метод получил названия кильватерного ускорения частиц в плазме и на протяжении многих лет исследовался физиками-ускорительщиками. Работы по этой тематике велись и в нашей стране, в частности, в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера.

Реализация нового метода стала возможной с появлением настольных тераваттных лазеров. На практике новый метод ускорения был продемонстрирован впервые в 2004 году учеными из европейских и американских лабораторий. В национальной лаборатории Беркли группе LOASIS (Laser Optics and Accelerator Systems Integrated Studies) под руководством Вима Лиманса (Wim Leemans) удалось получить хорошо сфокусированный пучок электронов с энергией свыше 80 МэВ. Их коллеги из Империал-колледжа в Лондоне ускорили электроны с помощью того же метода до 100 МэВ, а парижские ученые получили электронные пучки с энергией до 170 МэВ на дистанции 3 мм.

Дальнейшее усовершенствование метода позволило группе ученых из национальной лаборатории Беркли и их коллегам из Оксфордского университета ускорить пучок электронов до энергии свыше 1 ГэВ на дистанции 3,3 см, сообщает PhysOrg. Для сравнения, в Стэнфордском линейном ускорителе SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) электроны ускоряются до 50 ГэВ на 3,2 км с помощью высокочастотных резонаторов. Кильватерное ускорение с помощью плазмы позволило в 50 раз увеличить энергию пучка электронов по сравнению с линейным ускорителем SLAC и в сто тыс. раз уменьшить ускоряющий промежуток. Столь впечатляющего результата удалось добиться с помощью применения конденсаторной капиллярной разрядной системы, разработанной группой Саймона Хукера из Оксфордского университета.

Интересные материалы:
• "Красный куб" создал call-центр
• Samsung: новые винчестеры для ноутбуков и UMPC
• Квартальная прибыль Yahoo снизилась на 38%
• Softline обучила специалистов администрации ТЦ "Мега" в Нижнем Новгороде
• С Новым Годом Неожиданная статья

все новости