Сегодня 09 мая 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 🔥
Сэм Альтман передал управление ChatGPT новому руководителю, а сам займётся исследованиями 2 ч.
Google защитит пользователей Chrome от фишинга с помощью локальной ИИ-модели Gemini Nano 2 ч.
Microsoft упростит установку приложений в Windows 11, но это может привести к засорению системы 11 ч.
Первое сюжетное дополнение к Kingdom Come: Deliverance 2 не заставит себя долго ждать — новый трейлер и дата выхода Brushes with Death 12 ч.
Meta наделит следующие умные очки Ray-Ban «супервосприятием» — функцией распознавания лиц окружающих 14 ч.
Первый геймплейный трейлер подтвердил дату выхода Mafia: The Old Country — игру будут продавать за $50 14 ч.
ИИ-боты начинают чаще привирать, когда их просят о лаконичных ответах — исследование 15 ч.
Перенос GTA VI прибавил Electronic Arts уверенности в успехе новой Battlefield 15 ч.
Apple начала принимать заявки на компенсации по иску о подслушивании Siri 16 ч.
Saber Interactive «выкатила» системные требования амбициозного симулятора RoadCraft 18 ч.
ASML ускорит строительство нового кампуса, где будет производиться оборудование для выпуска чипов 42 мин.
Продажи Tesla в апреле резко упали как в Китае, так и в Европе 2 ч.
Первая фаза ИИ-кластера xAI Colossus полностью обеспечена энергией 7 ч.
Новая статья: Двумерные полупроводники: ещё один подход к снаряду 9 ч.
Квартальная выручка Arm впервые превысила $1 млрд, но акции упали из-за слабого прогноза 9 ч.
Lenovo возродила 3D-гейминг — представлен ноутбук Legion 9i с RTX 5090, безочковым 3D-экраном и крышкой из кованного углеволокна 11 ч.
Razer выпустила компактные игровые мышь Basilisk Mobile и клавиатуру Joro для мобильного гейминга 11 ч.
Alienware представила тонкие и доступные геймерские ноутбуки Aurora 16 и 16X в сдержанном дизайне 13 ч.
Cadence представила суперкомпьютер Millennium M2000 на базе NVIDIA Blackwell 14 ч.
IBM представила сервер LinuxONE Emperor 5 на платформе Telum II для ИИ-задач 14 ч.