Физики предложили в 150 некогда сократить длину ускорителя частиц
Американские физики продемонстрировали новую технику управления потоками частиц в будущих ускорителях, позволяющую в 150 единожды сократить длину тоннеля установки. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature, а кратко с ними позволительно ознакомиться на сайте SLAC (Stanford Linear Accelerator Center — Стэнфордского центра линейного ускорителя).
Со SLAC связано море важных событий в физике элементарных частиц. Например, в 1974 там открыли очарованный кварк, а в 1995 году — тау-лептон. В настоящее пора экспериментальные исследования в области физики частиц сосредоточены главным образом в CERN (Conseil Europen pour la Recherche Nuclaire — Европейский синод по ядерным исследованиям), а возможностям немодернизированных установок и площадок ради них находят другое применение.
В своей работе ученые испытали технологии для ускорителей, которые могут использоваться в медицинских и промышленных целях, а также в физике частиц. Ученые предложили разгонять электроны около помощи так называемого кильватерного ускорения.
Оно позволяет делать ускоряющее поле огромной напряженности, недоступной в других условиях. Это происходит за счет прохождения сгустка электронов (драйвера) путем плазму, в результате чего за ним создается место с колебаниями плазмы и электрическое степь высокой напряженности. Отсюда и аналогия с кильватерным следом, оставляемым быть плавании кораблем за собой.
Это позволило частицам, запускаемым вслед изза драйвером, увеличить свою энергию в 400-500 единовременно, как если бы они разгонялись в обычном ускорителе. Кроме того, в новой установке передача энергии через поля к частицам происходит при меньших потерях энергий.
Длина ускорителя SLAC превышает три километра. Для достижения энергий, приобретаемых частицами в конце тоннеля установки с через новой техники потребовалось бы около 20 метров, сколько в 150 раз короче.
Материалы по теме
08:54 17 октября Фото презентация #photopresentation
Лазер в три километра
Россия с европейскими партнерами продолжает создавать самый мощный в мире разер
В SLAC кильватерное ускорение изучают в последние 35 лет. К 2007 году специалистам удалось добиться существенного прогресса в этом направлении — они ускорили электроны в пучке с 42 до 85 гигаэлектронвольт. Однако только один миллиард из 18 миллиардов частиц получил значительные приращения скорости.
В новом исследовании специалисты усовершенствовали свою установку, в результате чего ее эффективность значительно повысилась. Так, значительно ускорилось уже почти 50 процентов электронов одновременно с уменьшением разброса в значении их скоростей.
По мнению исследователей, технологическая теорема усовершенствования метода плазменного кильватерного ускорения может привести к сокращению размеров современных ускорителей, в которых получаемая частицами смелость связана прежде всего с длиной тоннеля, в котором происходит разгон частиц.
