Новости
Физики побили мировой рекорд по ускорению частиц

Исследователи из США разогнали ускорение электронных пучков от 0 до колоссальных 7,8 миллиардов электронвольт на расстоянии всего лишь в 20 сантиметров.

Для понимания фундаментальных законов Вселенной учёные создают коллайдеры частиц, которые ускоряют электроны и позитроны до экстремальных энергий. Однако при использовании традиционных технологий коллайдер должен быть очень большим (например, 32 километра в длину). Чтобы уменьшить размер и стоимость коллайдера, необходимо увеличить ускорение частиц. Плазменная волна может увеличить это ускорение: в лазерном плазменном ускорителе интенсивные лазерные импульсы используются для создания плазменной волны с электрическими полями, которые могут быть в тысячи раз сильнее, чем достижимые в обычных ускорителях.

Команда, работающая с Ускорителем в Лаборатории Беркли (the Berkeley Lab Laser Accelerator, BELLA), удвоила мировой рекорд по энергии, производимой лазерными плазменными ускорителями, генерируя электронные пучки с энергией до 7,8 миллиардов электронвольт в плазменной трубе длиной 20 сантиметров. Рекорд был достигнут благодаря противодействию естественному распространению лазерного импульса с помощью плазменного волновода нового типа. В этом волноводе электрический разряд запускается в сапфировой трубке, заполненной газом для образования плазмы, а лазерный импульс высверливает часть плазмы в середине, делая её менее плотной, чтобы она фокусировала лазерный свет. Плазменный канал достаточно силён, чтобы сфокусированные лазерные импульсы были хорошо ограничены по длине 20-сантиметрового ускорителя. По словам исследователей, следующие эксперименты будут направлены на получение контроля за инжекцией электронов в плазменной волне. Это поможет соединить несколько этапов эксперимента вместе, чтобы достигнуть ещё более высокого уровня энергии.

Фото: Roy Kaltschmidt/Lawrence Berkeley National Laboratory

22.10.2019 14:00:55