Сегодня 30 сентября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Cloud.ru разместит второй выпуск биржевых облигаций объёмом не менее 10 млрд рублей 7 ч.
Платформа NVIDIA Open Agent Safety Platform обеспечит безопасное использование ИИ-агентов — от тестирования до развёртывания 7 ч.
На OpenAI подали в суд за взлом Hugging Face и игнорирование рисков автономного ИИ 7 ч.
OpenAI представила GPT‑6.1 Sol — почти как флагманская GPT‑6 Astra в сложных задачах, но в пять раз дешевле 8 ч.
AMD выпустила драйвер с поддержкой кампании Call of Duty: Modern Warfare 4, ремастера The Witcher 3: Wild Hunt, Gears of War: E-Day и других новых игр 10 ч.
OpenAI представила Dots — ИИ-агентов с собственными компьютерами, которые могут работать круглосуточно без пользователя 10 ч.
The Witcher 3: Wild Hunt спустя 11 лет установила новый рекорд популярности в Steam — всё благодаря ремастеру 12 ч.
«Требуем фильм или сериал по Ace Combat»: финал короткометражки Hour Zero по Ace Combat 8: Wings of Theve привёл фанатов в восторг 12 ч.
Firefox получил обновлённый дизайн — более округлый и плавный 13 ч.
Ностальгическое дорожное приключение Keep Driving докатило до консолей и получило поддержку модов в Steam — трейлер с живыми актёрами 14 ч.
Gigabyte выпустила Micro-ATX-плату B760M Aorus Ari WiFi6E в аниме-дизайне, с поддержкой графики PCIe 5.0 и DDR4 3 ч.
iFixit выявили первое реальное улучшение ремонтопригодности в наушниках Apple AirPods 5 4 ч.
Новая статья: Обзор материнской платы MSI Z890 GAMING PLUS WIFI6E: дешевле не значит хуже? 6 ч.
Оператор ЦОД Virtus привлёк рекордные £2,45 млрд на развитие ЦОД в Великобритании и материковой Европе 6 ч.
Дженсен Хуанг уверен в завтрашнем дне — NVIDIA увеличила сумму выкупа акций и планирует повысить дивиденды 7 ч.
Новая статья: Обзор UWQHD VA-монитора DIGMA Overdrive 34A712Q: для ценителей 8 ч.
Снова без изменений: утечка раскрыла дизайн Google Pixel 11a 8 ч.
SteelSeries представила беспроводные игровые мыши Sensei Pro и Rival Pro с широкополосным беспроводным подключением 9 ч.
Honor представила крошечный букридер с 3,68-дюймовым экраном E-Ink — он крепится магнитами на тыл смартфона 10 ч.
Китайский рой из 116 подводных дронов попал в Книгу рекордов Гиннесса 10 ч.