Сегодня 21 апреля 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Японцы создали прототип настольного ускорителя частиц — он разгоняет электроны до «скорости света» на масштабе муравья

Коллектив учёных из Японии совершил прорыв в создании компактных ускорителей частиц. Они впервые продемонстрировали повышение мощности лазера на свободных электронах в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне длин волн 27–50 нм с помощью так называемого кильватерного ускорения, инициированного лазерным лучом в плазме, что впервые произошло на отрезке всего нескольких миллиметров. Это путь к настольным ускорителям, которые далеко продвинут науку.

 Источник изображения: SANKEN

Источник изображения: SANKEN

В исследовании приняли участие учёные из Института научных и промышленных исследований Университета Осаки (SANKEN) совместно с Kansai Institute for Photon Science (KPSI), Национального института квантовой науки и технологий (QST), Центра RIKEN SPring-8 (RSC) и Организации исследований высоких энергий (KEK). Сегодня ускорители электронов, лежащие в основе синхротронов, это системы с периметром до нескольких сотен метров. Например, создающийся в России под Новосибирском ускоритель СКИФ кольцо периметром около полукилометра. Это делает исследования с использованием ускорителей доступными относительно небольшому количеству коллективов. Настольные ускорители, напротив, помогут совершать научные прорывы даже на уровне небольших лабораторий.

Добавим, что ускоритель электронов интересен как источник вторичного рентгеновского излучения. Эксперимент с ультрафиолетовым излучением — это шаг в нужном направлении. Благодаря более короткой волне когерентного рентгеновского света и за счёт повышения его энергии в компактном ускорителе будет повышено разрешение получаемой картинки — атомарной структуры материалов, строения клеток и всего, на что будет направлен этот луч. Подобные ускорители позволят буквально заглянуть в суть вещей и организмов.

Ключевым успехом в разработке компактной установки стало получение стабильных моноэнергетических электронных пучков высокой энергии благодаря усовершенствованной форме лазерного импульса, повышающей точность фокусировки, и специально разработанным сверхзвуковым газовым соплам, обеспечивающим устойчивые фронты плазмы. В результате исследователям удалось добиться усиления лазера на свободных электронах в экстремальном ультрафиолете. Технология использует плазменные поля, которые в тысячу раз сильнее полей традиционных ускорителей, сокращая трек для ускорения с сотен метров до миллиметров.

Метод основан на фокусировке мощного лазерного импульса на сверхзвуковой газовой струе, что создаёт плазму и формирует волны, ускоряющие электроны почти до скорости света. Полученный пучок электронов затем транспортируется в ондулятор — регулярную магнитную структуру, где электроны колеблются и генерируют когерентное лазерное излучение. Повышение стабильности плазмы позволило преодолеть предыдущие проблемы, связанные с неконтролируемым поведением плазменной среды.

Это открытие приближает создание компактных рентгеновских лазеров на свободных электронах, способных генерировать излучение в 10 миллиардов раз ярче Солнца с длительностью импульсов на уровне фемтосекунд, но в условиях обычной лаборатории. Такие устройства обещают революцию исследований в биологии, материаловедении, разработке полупроводников и квантовых технологиях.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Тим Кук продолжит представлять Apple в отношениях с властями по всему миру 25 мин.
«Чисто сюжетное приключение»: инсайдер раскрыл новые подробности Assassin’s Creed Black Flag Resynced 55 мин.
Представлена функция OpenAI Chronicle — аналог скандальной Windows Recall, но для программистов 2 ч.
Британия проверит Telegram, Teen Chat и Chat Avenue на соблюдение закона по защите детей в Cети 2 ч.
Национального мессенджера Max больше нет — теперь он «Макс» 2 ч.
Кодзима сравнил достижения игроков Death Stranding 2: On the Beach с результатами лунной миссии Artemis II 3 ч.
Panasonic создала защищённые QR-коды — их нельзя считать какими попало устройствами 5 ч.
В «Google Фото» появились новые инструменты ретуши фотографий «одним махом» 6 ч.
Моддер прокачал графику Dark Souls 2 с помощью трассировки пути — вышла новая бета-версия DS2LightingEngine 6 ч.
Instagram стал превращать цветные фото в чёрно-белые — разработчики уже выявили причину бага 7 ч.
Sony и Honda почти закрыли совместное предприятие после остановки электромобильного проекта Afeela 27 мин.
Представлен компактный планшет Oppo Pad Mini с флагманским процессором 47 мин.
Xiaomi представила свой первый смартфон с вентилятором — геймерский Redmi K90 Max с батареей на 8550 мА·ч 48 мин.
Руководитель Intel намекнул на появление доступных CPU с поддержкой разгона 2 ч.
В ближайшие годы человек станет «ходячим суперкомпьютером» с ИИ 2 ч.
В Apple ждут, что Джон Тернус будет руководить жёстче Кука — в духе Стива Джобса 3 ч.
Рискованный эксперимент ровера Curiosity выявил десятки органических молекул на Марсе 3 ч.
Защищённый планшет Honor Pad X8b поступил в продажу в России — от 17 990 рублей 3 ч.
Представлен флагман Oppo Find X9 Ultra с камерами Hasselblad, съёмным объективом и ценой €1699 3 ч.
Машины получат цветное 3D-зрение без камер: китайская Hesai представила лидар нового поколения 4 ч.