Сегодня 31 марта 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Cоздан сверхкомпактный ускоритель частиц с энергией в 10 миллиардов электрон-вольт

Учёные из Техасского университета в Остине создали «Усовершенствованный лазерный ускоритель кильватерного поля», который имеет очень компактные размеры, но при этом генерирует высокоэнергетический пучок электронов — до 10 ГэВ или 10 миллиардов электрон-вольт. Это настоящий прорыв в области ускорителей частиц.

Источник изображения: Bjorn «Manuel» Hegelich

Учёные продолжают изучать возможности применения этой технологии, включая потенциал ускорителей частиц в полупроводниковой технологии, медицинской визуализации и терапии, исследованиях в области материалов, энергетики и медицины.

Недавно группа учёных разработала компактный ускоритель частиц, получивший название «усовершенствованный лазерный ускоритель кильватерного поля». Устройство при длине менее 20 метров генерирует электронный пучок с энергией 10 миллиардов электрон-вольт, утверждается в заявлении Техасского университета в Остине. Сам лазер работает в 10-сантиметровой камере, что значительно меньше традиционных ускорителей частиц, которым требуются километры пространства.

Работа ускорителя опирается на инновационный механизм, в котором вспомогательный лазер воздействует на гелий. Газ подвергается нагреву до тех пор, пока не переходит в плазму, которая, в свою очередь, порождает волны. Эти волны обладают способностью перемещать электроны с высокой скоростью и энергией, формируя высокоэнергетический электронный луч. Таким образом получается уместить ускоритель в одном помещении, а не строить огромные системы километрового масштаба. Данный ускоритель был впервые описан ещё в 1979 году исследовательской группой из Техасского университета под руководством Бьорна «Мануэля» Хегелича (Bjorn «Manuel» Hegelich), физика и генерального директора TAU Systems. Однако недавно в конструкцию был внесен ключевой элемент: использование металлических наночастиц. Эти наночастицы вводятся в плазму и играют решающую роль в увеличении энергии электронов в плазменной волне. В результате электронный луч становится не только более мощным, но и более концентрированным и эффективным. Бьорн «Мануэль» Хегелич, ссылаясь на размер камеры, в которой был получен пучок, отметил: «Теперь мы можем достичь таких энергий на расстоянии в 10 сантиметров».

Исследователи использовали в своих экспериментах Техасский петаваттный лазер, самый мощный импульсный лазер в мире, который излучал сверхинтенсивный световой импульс каждый час. Один импульс петаваттного лазера примерно в 1000 раз превышает установленную в США электрическую мощность, но длится всего 150 фемтосекунд — примерно миллиардную долю от продолжительности удара молнии.

Учёные намерены использовать эту технологию для оценки устойчивости космической электроники к радиации, получения трёхмерных визуализаций новых полупроводниковых чипов, а также для создания новых методов лечения рака и передовой медицинской визуализации. Кроме того, этот ускоритель может быть использован для работы другого устройства, называемого рентгеновским лазером на свободных электронах, который может снимать замедленные видеоролики процессов в атомном или молекулярном масштабе. Примеры таких процессов включают взаимодействие между лекарствами и клетками, изменения внутри батарей, которые могут привести к воспламенению, а также химические реакции, происходящие в солнечных батареях, и трансформацию вирусных белков при заражении клеток.

Команда проекта намерена сделать систему ещё более компактной. Они хотят создать лазер, который помещается на столешнице и способен выдавать импульсы множество раз в секунду. Это значительно повысит компактность всего ускорителя и расширит возможности его применения в гораздо более широком диапазоне по сравнению с обычными ускорителями.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Amazon представила ИИ-агента Nova Act, который заменит человека в интернет-серфинге 10 мин.
Слухи: четыре известные корейские компании устроили борьбу за право создавать новые игры по StarCraft 11 мин.
Голливудские студии перенаправили монетизацию фейковых трейлеров на YouTube себе в карман 2 ч.
Франция оштрафовала Apple на €150 млн за ограничение таргетинга в iOS 2 ч.
Билл Гейтс хотел бы превратить Microsoft в ИИ-компанию и заработать миллиарды на «эскизных идеях» 3 ч.
«Вы объединяете мир»: в Death Stranding сыграло более 20 миллионов человек 3 ч.
«Яндекс» выпустил открытую ИИ-модель YandexGPT 5 Lite: её можно запускать на обычной рабочей станции 4 ч.
«Яндекс» выпустила ИИ-модель YandexGPT 5 Lite — она поможет ускорить IT-разработку и исследования 5 ч.
Split Fiction установила три мировых рекорда и попала в «Книгу рекордов Гиннесса» 5 ч.
Monster Hunter Wilds продолжает бить рекорды Capcom — продажи игры за месяц достигли 10 миллионов копий 7 ч.
На рынке комплектующих для игровых ПК появился новый крупный игрок — HP расширила ассортимент геймерского бренда Omen 11 мин.
Acer представила 240-Гц игровые QD-OLED-мониторы Predator X27U X1 и Predator X32 X2 по цене от $600 19 мин.
Meta подписала соглашение с Sembcorp о поставке энергии плавучих солнечных генераторов в Сингапуре 23 мин.
Возврат к корням: Vantage Towers разместила базовые станции на деревянных столбах 2 ч.
Arm собралась руками Nvidia захватить половину рынка процессоров для дата-центров 2 ч.
Между Apple и Илоном Маском разгорелся конфликт из-за мобильной спутниковой связи 2 ч.
Доступная раскладушка Samsung Galaxy Z Flip 7 FE будет выглядеть точно как прошлогодний Z Flip 6 4 ч.
На заводе «ЦТС» в Калининградской области начали выпускать серверные платы 4 ч.
Qualcomm представит 2 апреля новый процессор для бюджетных флагманов — преемника Snapdragon 8s Gen 3 5 ч.
Zeekr анонсировала зарядные станции с рекордной мощностью в 1,2 МВт, но подходящих электромобилей пока не существует 5 ч.