Сегодня 15 июля 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 🔥
Один сбитый бит — и всё пропало: атака GPUHammer на ускорители Nvidia ломает ИИ с минимальными усилиями 2 ч.
Механизмы, конвейерные ленты, роботы: в Steam стартовал «Фестиваль автоматизации» со скидками, демоверсиями и не только 2 ч.
Чат-бот с креативом: Claude стал ИИ-дизайнером, научившись работать с Canva 2 ч.
Call of Duty: Black Ops 7 скоро выйдет из тени — анонсирован большой показ «самой умопомрачительной» игры в истории серии 4 ч.
Иран захотел создать госооблако по американским стандартам безопасности 4 ч.
Опять за старое: разработчики God of War готовят следующий блокбастер, но не по новой франшизе 5 ч.
ИИ-сводки в Gmail превратили в инструмент для фишинговых атак, но Google уже закрыла уязвимость 6 ч.
В открытый доступ попали внутренние документы о проблемах разработки Subnautica 2 — Krafton подтвердила утечку 7 ч.
Windows 11 сама решит, когда экономить батарею — Microsoft тестирует незаметное адаптивное энергосбережение 8 ч.
Ведущий разработчик Far Cry 4 рассказал об «очень и очень интересной» механике с Пэйганом Мином, которая не попала в игру 9 ч.
Новая статья: Охладить пыл фон Неймана: сверхпроводимость — в каждый ЦОД! 2 ч.
Пользователей флагманских наушников Sony WH-1000XM6 взбудоражила новость о сломавшемся шарнире — от этого массово страдали XM5 3 ч.
«Яндекс» замотивирует сотрудников, раздав им акций на 15 млрд рублей 4 ч.
«Инфосистемы Джет» реализовали для ООО «МПК “Атяшевский”» масштабируемый проект с модульными ЦОД 8 ч.
200 Тбайт ёмкости и 50 лет сохранности: HoloMem предложила недорогую и эффективную замену LTO — картриджи HoloDrive 8 ч.
В «М.Видео-Эльдорадо» назвали самые популярные среди россиян бренды наушников 10 ч.
Горячая пора: изменение климата угрожает стабильности работы дата-центров 10 ч.
Lenovo представила первый белый ThinkPad — тонкий ноутбук Aura X9 AI Edition 10 ч.
KFC вместе с Asus ROG выпустила уникальные кейкапы для геймерских клавиатур 12 ч.
Biostar представила индустриальный компьютер EdgeComp MS-1335U с поддержкой четырёх дисплеев 13 ч.