Сегодня 01 июня 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 🔥
На долю взлома аккаунтов на «Госуслугах» приходится 90 % от общего числа преступлений с неправомерным доступом к данным 2 ч.
Старые устройства Apple получают обновления безопасности спустя годы, вопреки официальным срокам поддержки 2 ч.
Новая статья: RoadCraft — восстановление разрушенного. Рецензия 9 ч.
Новая статья: Gamesblender № 728: SteamOS против Windows, анонсы Warhammer Skulls и вторая жизнь WRC 9 ч.
В Twitch появятся перемотка, вертикальные трансляции и не только 17 ч.
Суд склоняется к мягким мерам по устранению монополии Google в онлайн-поиске, но окончательное решение придётся подождать 19 ч.
Google запустила ИИ-генератор видео Veo 3 для мобильных устройств на Android и iOS 31-05 08:11
Microsoft добавила в «Блокнот» возможности форматирования текста почти как в Word 31-05 07:06
Новая статья: The Slormancer — Diablo без заморочек. Рецензия 31-05 00:01
Моддер уже добавил в Elden Ring Nightreign режим для двух игроков, о котором забыли разработчики 30-05 23:05
SpaceX вывела на орбиту очередную партию спутников Starlink и снова посадила первую ступень носителя 23 мин.
Intel и SoftBank намерены разработать более экономичную альтернативу памяти HBM 25 мин.
Huawei за время нахождения под санкциями вложила деньги в более чем 60 китайских компаний полупроводникового сектора 2 ч.
Тонкий Galaxy S25 Edge показал удивительную прочность в тесте на изгиб и других испытаниях 7 ч.
Intel представила EMIB-T — технологию упаковки многокристальных чипов с поддержкой HBM4 и UCIe 7 ч.
Sharp представила прочный флагманский смартфон Aquos R10 с 240-Гц экраном и более доступный Wish 5 14 ч.
WSJ: план США по сдерживанию развития китайских технологий не работает 17 ч.
Dell получила рекордный объём заказов на ИИ-серверы и повысила прогноз по прибыли на год 19 ч.
Шум во благо: физики добились квантовой «гиперзапутанности» атомов при помощи лазерного пинцета 19 ч.
Скидки на iPhone сработали: продажи иностранных смартфонов в Китае слегка подросли в апреле 19 ч.