Този мини ускорител на частици доставя малки лазери с големи обещания

Ускорителите на частици представляват голям интерес при изучаването на темата за Вселената, но тези, които смятаме, че са гигантски инструменти – в някои случаи околните градове. Учените вече са направили много по -малка версия за работа с усъвършенстван лазер, настройка, която може да бъде също толкова полезна, колкото и по -големите му колеги.

Въпросният ускорител на частици е a Уейкфийлд плазмен ускорител, който генерира кратки, интензивни изблици на електрони, а лазерът, който използва, е известен като Безплатен електронен лазер (FEL), който използва своята светлина за анализ на атоми, молекули и кондензирана материя с невероятно висока точност.

Въпреки че този сценарий е бил изпробван и преди, получената лазерна светлина не е била достатъчно интензивна, за да бъде полезна при по -малки мащаби. Тук изследователите успяха да запазят настройката затворена в няколко камери в естествен размер с крайния електронен лъч, усилен от лазера, увеличавайки интензивността му 100 пъти в последната стъпка от процеса.

„Ние демонстрирахме осъществимостта на новия технически път с лазерен електронен ускорител с ускорение със свръхвисока мощност и намалихме размера на съоръжението от километровото ниво до 12 метра“ Физикът Линг Юксин казва:, от Китайската академия на науките (CAS).

Имаше различни предизвикателства за екипа при намаляване на технологията, като същевременно я поддържаше практична. Те трябваше да намалят промяната в енергията на електроните до едва 0,5 процента, например, което изисква серия от подобрения, които контролират ускорението на електроните и осигуряват плавно движение.

Електроните се освобождават през евакуирана тръба и чрез поредица от три магнетизирани форми на вълни, които използват своите магнитни полета, за да нарушат електроните и да произвеждат светлина. Излъчената светлина изтласква електроните назад, изтласквайки ги в по -малки групи, които след това генерират лазерния лъч.

Увеличаването на електрическото поле през купчините при запазване на стабилността е една от причините настройката да е толкова компактна, колкото е била. Това означава, че много от предимствата на ускорителите на частици могат да бъдат приложени към експерименти, проведени в една стая.

„Функциите на FEL, включително свръхвисока разделителна способност по отношение на времето и пространството и свръхпикова яркост, правят възможно постигането на 3D и мултимедийно изобразяване на неща с ултрависока разделителна способност“, Физикът Уанг Уентао казва:от CAS.

Новата настройка не само е по -малка от стандартен ускорител на частици и FEL конфигурация, но е и по -достъпна – отваря всички видове потенциални нови приложения, дори ако устройството не е толкова мощно, колкото пълните версии.

Всъщност получаването на нов ускорител на частици и FEL, готови за практически лабораторни експерименти, ще отнеме много време и много изследвания, но учените са показали какво е възможно по отношение на свиването на цялата система.

И въпреки че остават някои въпроси относно това колко добре малкият ускорител и лазерът са съвместими с резултатите, които вече получаваме от по -големите версии, Други експерти Те побързаха да похвалят новото изследване за това, което е успяло да направи. По пътя може да има много нови и вълнуващи открития.

„Прилагането на потенциални технологии вероятно ще разшири значително човешкото разбиране за мистерията на живота и революцията на живите същества“, Казва Уентао.

Търсенето е публикувано в природата.