Сегодня 11 ноября 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 🔥
Уволенные Xbox разработчики Doom: The Dark Ages объединились в студию Hidden Horses для создания адреналинового шутера старой школы 21 мин.
Россиянам перекроют доступ к Claude: Anthropic предельно ужесточила региональные ограничения 39 мин.
Microsoft прекратила поддержку Windows 11 23H2, выпустив последний патч безопасности 2 ч.
Apple объявила о закрытии форума поддержки — он уже перешёл в режим чтения 2 ч.
«Базис» представил безопасную платформу для хранения и проверки компонентов ПО 3 ч.
Руководство My.Games выкупит компанию благодаря деньгам из ОАЭ 5 ч.
Microsoft устранила более тысячи уязвимостей в очередном вторничном пакете обновлений 6 ч.
Ностальгия всё ещё в моде: ремейк The Legend of Zelda: Ocarina of Time установил рекорд скорости продаж для эксклюзивов Nintendo Switch 2 8 ч.
Бывший разработчик GTA VI и Red Dead Redemption 2 раскрыл секрет успеха Rockstar Games 8 ч.
Microsoft наконец выпустила универсальный аналог DLSS — он работает на Asus ROG Ally X и некоторых ПК 9 ч.
Учёные придумали капельное охлаждение процессоров — оно сбивает температуру на 17 °C за 15 секунд 41 мин.
SpaceX создаёт собственную ИИ-стойку на чипах Nvidia Vera Rubin — чтобы отправить её в космос 2 ч.
PlayStation 5 стала восьмой самой продаваемой консолью в истории — поставки превысили 100 млн 2 ч.
«А что, если бы у вас было время?»: Nothing снова дразнит загадочным ИИ-гаджетом 2 ч.
SpaceXAI планирует построить в Техасе ЦОД и газовую электростанцию за $24 миллиарда 3 ч.
Microsoft призывает Трампа отказаться от запрета на китайские трансиверы, без которых нет смысла строить ИИ ЦОД 3 ч.
Google купила у Crusoe площадку Project Jade для ИИ ЦОД мощностью 1,8 ГВт 3 ч.
Firebird AI построит в Казахстане ИИ ЦОД мощностью 480 МВт в рамках проекта Data Center Valley 4 ч.
Коллективный иск к NVIDIA и Дженсену Хуангу уронил капитализацию компании на $429 млрд за два дня 4 ч.
Десятидолларовый чип превратил человеческую руку в тачпад для смарт-часов 6 ч.