Сегодня 12 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 🔥
Не застрахован никто: новый патч для The Sims 4 спровоцировал эпидемию спонтанной беременности 27 мин.
Oracle под давлением Трампа предоставила правительству США 75-% скидку на облако, на очереди — Google Cloud, Azure и AWS 55 мин.
«Бесплатный YouTube Premium» оказался фикцией — рекламу российским блогерам никто не отключал 2 ч.
Новый трейлер раскрыл дату выхода и цену ремастера Warhammer 40,000: Dawn of War — владельцы классической версии получат скидку 3 ч.
Genshin Impact и Honkai: Star Rail станут первыми играми, которые Роскачество проверит на «способы вытягивания денег» у пользователей 4 ч.
Миллионы Mercedes-Benz, Volkswagen и Škoda оказалось можно взломать по Bluetooth 5 ч.
Олдскульный хоррор Heartworm в духе Resident Evil и Silent Hill не заставит себя долго ждать — дата выхода и новый трейлер 5 ч.
В Windows 11 появился ИИ-агент, помогающий с настройками ОС 6 ч.
У разработчиков «Мира танков» появился новый управляющий — это компания, учреждённая несколько дней назад 6 ч.
Фанаты нашли подтверждение недавних слухов о Red Dead Redemption 2 и GTA IV на официальном сайте Rockstar 7 ч.
Суд обязал МТС выплатить штраф в 3 млрд рублей за необоснованное повышение тарифов 5 ч.
Разработчик зрения для роботов RealSense отделился от Intel и привлёк $50 млн инвестиций 5 ч.
Смарт-часы станут производительнее и эффективнее — Qualcomm, наконец, разработает для них новый процессор 6 ч.
«Самая старая комета, которую мы когда-либо видели» — учёные оценили возраст третьего межзвёздного объекта в 7 млрд лет 6 ч.
Бюрократы да экологи: Microsoft посетовала на трудность развития ЦОД в Европе 7 ч.
Умные серьги и ожерелья не за горами — Samsung задумалась о новых формфакторах носимых устройств 8 ч.
Colorful показала видеокарту GeForce RTX 5000 iGame Ultra с двумя слотами M.2 для SSD 8 ч.
Sony показала спецверсии PlayStation 5 Ghost of Yotei Limited Edition 8 ч.
Silicon Motion представила SSD-контроллер с PCIe 6.0 и скоростью до 28 Гбайт/с 8 ч.
Curator: DDoS-атак во втором квартале стало в 1,5 раза больше, а рекордный ботнет вырос до 4,6 млн устройств 10 ч.