Сегодня 30 сентября 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 🔥
Геймер собрал внутри Minecraft рабочий ChatGPT — на это ушло 439 млн блоков 6 ч.
В Steam стартовала грандиозная осенняя распродажа — скидку получили более 30 тысяч игр 8 ч.
Браузер Brave обновил фирменный ИИ-поиск: теперь он даёт развёрнутые ответы 9 ч.
Календарь релизов — 29 сентября – 5 октября: Ghost of Yotei, Train Sim World 6 и ремейк FF Tactics 10 ч.
Слухи: Embracer взялась за амбициозный боевик по «Властелину колец», который бросит вызов Hogwarts Legacy 10 ч.
В ChatGPT появился полный родительский контроль после трагической гибели подростка из США 11 ч.
Capcom оставит Monster Hunter Wilds, Rise и World на Windows 10 без поддержки, причём очень скоро 12 ч.
Electronic Arts уйдёт с биржи благодаря сделке на $55 миллиардов — компанию выкупят три инвестора, включая Суверенный фонд Саудовской Аравии 12 ч.
Обороты компьютерных клубов в России за пять лет выросли в десятки раз 14 ч.
Devolver анонсировала Minos — игру о строительстве непроходимых лабиринтов по мотивам древнегреческого мифа о Тесее и Минотавре 16 ч.
В трекерах Tile выявили изъян, который позволяет вести слежку за их владельцами 40 мин.
MSI показала GeForce RTX 5070 Ti Ventus 3X со скрытым разъёмом питания 43 мин.
Раздувшаяся батарея Galaxy Ring сдавила палец и довела владельца до госпитализации 49 мин.
Новая статья: Обзор материнской платы Maxsun MS-eSport B850M WiFi Ice: «ледяная» скромность 4 ч.
Новая статья: Обзор блока питания Zalman TeraMax II SE 1000W (ZM1000-TMX2SE) 6 ч.
SanDisk выпустила WD_Black SN7100X — сертифицированный SSD для приставок ROG Xbox Ally и Ally X, а также карты памяти microSD 8 ч.
Куо предрёк Xiaomi 17 провал — поставки урезаны, а спасти положение могут только скидки 11 ч.
Euclyd разрабатывает ИИ-ускоритель Craftwerk с фирменной памятью UBM: 1 Тбайт и 8 Пбайт/с 12 ч.
Британский оператор BT в панике потребовал убрать все литиевые аккумуляторы из телефонных станций из-за риска возгорания 13 ч.
Геймерский 27-дюймовый QD-OLED-монитор Gigabyte Aorus FO27Q5P с 2K и 500 Гц дебютировал в России 13 ч.