Сегодня 19 октября 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 🔥
Новая статья: Ghost of Yotei — месть, расцветшая с сакурой. Рецензия 5 ч.
Новая статья: Gamesblender № 748: подробности PS6 и новой Xbox, «вселенная ужасов» Tencent и юбилей Serious Sam 2 6 ч.
Twitch анонсировал двухформатные эфиры, функции с ИИ и новые средства монетизации 11 ч.
Microsoft научила Paint в Windows 11 генерировать анимации и редактировать изображения с помощью ИИ 13 ч.
Meta набирает джунов без опыта на зарплату $290 тыс. в год: Цукерберг считает, что главное — это навыки 13 ч.
ИИ-бот Google Gemini успешно конкурирует в области редактирования фото с инструментами Adobe 21 ч.
Новая статья: Baby Steps — встань и иди. Рецензия 18-10 00:06
ИИ Meta будет предлагать пользователям отредактировать и опубликовать фото из галереи смартфона 17-10 23:21
Новая статья: Vampire: The Masquerade — Bloodlines 2 — резус разочаровательный. Рецензия 17-10 23:17
Судебные документы Sony и Tencent раскрыли, когда выйдет фильм по Horizon Zero Dawn 17-10 20:24
К полувековому юбилею суперкомпьютера Cray-1 выпущена памятная однодолларовая монета 7 ч.
Дебют сверхмощной конфигурации новой европейской ракеты Ariane 6 перенесли на следующий год 7 ч.
Curator: рекордный ботнет за полгода вырос вчетверо — до 5,8 млн устройств 8 ч.
QNAP представила 10GbE-коммутатор QSW-L3205-1C4T с пятью портами для малого бизнеса 8 ч.
Китайский рынок смартфонов сократился на 3 %, а Vivo вернула себе лидерство 11 ч.
Дженсен Хуанг пожаловался на потерю китайского рынка ИИ-ускорителей — доля Nvidia снизилась с 95 до 0 % 11 ч.
В Linux появилось упоминание загадочного x86-процессора от неизвестного ранее производителя 14 ч.
TSMC опережает график по запуску техпроцесса 2 нм и уже планирует его второе поколение 15 ч.
MSI представила мини-ПК Cubi Z AI 8M с ИИ-ускорителем 15 ч.
Цены на 8-Гбайт видеокарты Nvidia и AMD покатились вниз — геймеры хотят больше памяти 16 ч.