Ученые разогнали электроны до сверхскоростей в 20-сантиметровом ускорителе частиц

Публикация: 19.09.2022
Источник Комментарии

Ученые разогнали электроны до сверхскоростей в 20-сантиметровом ускорителе частиц

Американские физики использовали два лазерных импульса, отправленных через струю газообразного водорода, для создания миниатюрного ускорителя электронов. Устройство позволили разогнать часть электронов до 5 ГэВ.

Классические ускорители частиц представляют собой гигантские конструкции, объясняют ученые. Целью новой работы было создать устройство, которое сможет добиваться того же эффекта в лаборатории комнатного масштаба. Чтобы этого достичь, требуется более мощный импульс, который будет разгонять частицы даже на небольшом расстоянии.

Для создания такого поля ученые использовали метод ускорения лазерного кильватера. Суть этой технологии состоит в том, что сильно сфокусированный лазерный луч направляется через плазму. Импульс световой волны создает возмущения и увлекает за собой электроны. Это можно сравнить с лодкой, которая движется по воде и захватывает частицы в кильватере (за собой), объясняют ученые.

Моделирование эксперимента: красный лазерный луч создает за собой поток ускоренных электронов (желтые). Изображение: Bo Miao, IREAP

Этот метод был предложен несколько десятилетий назад, но до сих пор разгонять электроны с его помощью удавалось всего на несколько сантиметров, после чего энергия луча рассеивалась в плазме. В своей работе физики предложили использовать лазер, чтобы пробивать в плазме волновод, по которому и будет двигаться поток электронов, захваченный светом.

Для создания плазменного волновода команда использует дополнительный лазерный луч и струю газообразного водорода. Когда этот дополнительный «направляющий» лазер проходит через струю, он отрывает электроны от атомов водорода и создает канал плазмы. Плазма горячая и быстро начинает расширяться, создавая «ядро» с более низкой плотностью, а газ с более высокой плотностью формирует цилиндрическую оболочку. Затем по этому каналу направляется основной лазерный луч.

С помощью своей технологии ученые разогнали электроны до скоростей близких к скорости света на участке всего в 20 см: энергия некоторых из них достигала значения 5 ГэВ. Это всего в три раза меньше, чем у ускорителя SLAC в Стенфорде, длина которого составляет более 3 км.

Читать далее:

Посмотрите на явление, которое просто невозможно на Марсе

Огромный спутник может затмить все звезды и планеты на ночном небе

Китай заявил, что через 6 лет у них будет термоядерная энергия


Понравилась статья? Поделись с друзьями!

LongReef Team Автор статьи: LongReef Team
19
Нет Комментариев.
Но, вы можете быть первыми кто его оставит

Авторизуйся что бы оставить свой коммент...

Популярные Статьи

Ученые провели исследование, используя функциональную магнитно-резонансной томографию, чтобы...
26.09.2022
В ходе нового исследования ученые выяснили, что обширные прибрежные города в Южной и Юго-Восточной...
26.09.2022
Обугленные следы древних костров и сталагмиты в пещерах подсказали ученым, как жили неандертальцы в...
26.09.2022
В городах древних Майя обнаружили рекордно высокие уровни ртути. Они могли повлиять на здоровье и...
24.09.2022
Исследователи из НАСА проведут эксперимент по столкновению космического аппарата с космическим...
24.09.2022
Ученые исследовали границу плит между Африкой и Пиренейским полуостровом. Оказалось, она может...
23.09.2022
Эксперты не уверены, к какому именно виду принадлежит странное существо. Подробности публикует Live...
23.09.2022
В Атмосфере Юпитера нашли «тепловую волну», которая уходит в глубь планеты на 130 тыс. км
23.09.2022
Ученые впервые подтвердили важное теоретическое предсказание квантовой физики, которое объясняет...
23.09.2022
Наноинженеры разработали микроскопических роботов из водорослей для доставки лекарств в легкие....
23.09.2022
Чтобы решить транспортные проблемы, подростки собрали первый в стране поезд на солнечных батареях....
23.09.2022
Золотую погребальную маску, созданную во втором тысячелетии до нашей эры, нашли в Центральном...
22.09.2022
Недоверие к людям связали с большим одобрением использования ИИ для модерации онлайн-контента.
22.09.2022
Вещество, обнаруженное в зеленом чае, помогло биохимикам открыть несколько молекул, способных...
22.09.2022
Это одно из старейших примеров архитектуры в Европе. Подробности сообщает Live Science.
22.09.2022
Ученые считают, что гигантские яйца принадлежат двуногим орнитоподам с клювом, как у уток....
21.09.2022
Прототип охлаждающего устройства уже тестируется на крыше Массачусетского технологического...
21.09.2022
Исследование показало, что у «людей-сов» наблюдаются метаболические изменения, которые подвергают...
21.09.2022
Исследователи разработали мягкие устройства, содержащие водоросли, которые светятся в темноте при...
21.09.2022
Исследователи обнаружили, что контроль метаболизма РНК играет решающую роль в регулировании...
21.09.2022
Ученые исследовали окаменелость древнейшей водоросли возрастом более 541 млн лет.
21.09.2022
Исследователей озадачили загадочные «капли», которые они не могут идентифицировать.
20.09.2022
Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS),...
20.09.2022
Ученые исследовали, как твердая материя ведет себя при огромных давлениях, например, в недрах...
20.09.2022
На Земле живет около 20 квадриллионов муравьев, посчитали ученые.
20.09.2022
Генетики трансплантировали механизмы, которые используются для защиты от накопленных мутаций, из...
20.09.2022
В ходе исследования ученые использовали теорию социальной идентичности. Результаты опубликованы в...
19.09.2022
Большой метаанализ показал, что люди, которые выпивают четыре чашки чая в день, менее подвержены...
19.09.2022
Микроскоп, разработанный корейскими учеными, позволяет создавать трехмерные изображения нейронной...
19.09.2022
Ученые разработали синтетическое стоматологическое покрытие, которое имитирует структуру...
19.09.2022
Ученые разработали альтернативный способ измерения насыщения крови кислородом. Для этого достаточно...
19.09.2022
Переключение в фазу быстрого сна нужно для того, чтобы согреть организм изнутри, считают ученые.
19.09.2022
Израильские археологи объявили об открытии уникальной древней пещеры, заполненной десятками...
19.09.2022
Исследователи сообщили об успешном создании пива из хмеля, выращенного в помещении почти без почвы...
16.09.2022
Самое старое сердце в мире обнаружили у древней рыбы, чьи останки находились в формации Гоугоу....
16.09.2022
Ученые сравнили извержения вулкана Фаградальсфьядль и Килауэа. В ходе исследования, опубликованного...
16.09.2022
Согласно новому анализу их мумифицированных останков, около 1 000 лет назад двое мужчин в Южной...
16.09.2022
В раннесредневековом захоронении обнаружили необычный предмет.
15.09.2022
Исследователи открыли новую фазу воды. Оказывается, если сжать ее до двумерного состояния, она...
15.09.2022
Исследователи подтвердили работу принципа эквивалентности сил гравитации и инерции (слабой...
15.09.2022
Лазер, который станет самым мощным в США, готовится послать первые импульсы в экспериментальную...
15.09.2022
Исчезнувший рукав Нила помогал древним египтянам перевозить материалы при строительстве пирамид....
15.09.2022
Ученые разработали искусственные ферменты для борьбы с устойчивыми к антибиотикам штаммами...
14.09.2022
На юго-западе Китая палеонтологи нашли самую древнюю окаменелость гиббона. По предварительной...
14.09.2022
Ученые обнаружили в Эфиопии окаменелые останки гигантской выдры. Она была размером со льва и жила...
14.09.2022
После проникновения в тело хозяина Cryptococcus neoformans быстро адаптируется, уменьшаясь в...
14.09.2022
Эксперименты с органоидами головного мозга показали, что один ген сыграл ключевую роль в эволюции...
13.09.2022
Поведенческое исследование показало, что репродуктивный успех самцов скалистых даманов связан со...
13.09.2022
Рак вызывает мышечную слабость, но ученые придумали, как это предотвратить.
13.09.2022
В ходе нового исследования ученые наблюдали, что ДНК в клетках печени возрастом становится менее...
13.09.2022
Нарушение этой связи ускорило сжигание жира у мышей. Результаты исследования опубликованы в журнале...
13.09.2022
Исследователи наблюдали за плотоядными цветами, чтобы создать новые роботизированные устройства.
12.09.2022
Российское отделение экологической организации выпустило фильм о проблемах озера Байкал и мерах,...
12.09.2022
Пациенты с метастатическим колоректальным раком отличаются низкой выживаемостью. Новый препарат...
12.09.2022
Мозг новоиспеченных отцов может уменьшиться, показало новое исследование. Это изменение помогает...
12.09.2022
Рифоподобная форма рельефа представляет собой круглое приподнятое кольцо шириной около 1 300 метров...
12.09.2022
Специалисты из Института атлантических акул (ASI) увидели что-то необычное и огромное через свой...
11.09.2022
Ученые из США провели моделирование и выяснили, что искусственное охлаждение океана не поможет при...
10.09.2022
НАСА провело исследование, материалы для которого собирали в течение двадцати лет. Выяснилось, что...
10.09.2022
Исследование показало, что замена всего одной аминокислоты изменила эволюцию мозга предков...
09.09.2022