Этот мини-ускоритель элементарных частиц предлагает малые лазеры с большими перспективами.

Ускорители элементарных частиц представляют большой интерес для изучения предмета Вселенной, но те, которые мы думаем, обычно являются гигантскими инструментами — в некоторых случаях окружающими города. Ученые создали гораздо меньшую версию для работы с усовершенствованным лазером, установка, которая может быть так же полезна, как и ее более крупные аналоги.

Рассматриваемый ускоритель частиц представляет собой Плазменный ускоритель Wakefield, который генерирует короткие интенсивные всплески электронов, а используемый в нем лазер известен как Лазер на свободных электронах (FEL), который использует свой свет для анализа атомов, молекул и конденсированных сред с невероятно высокой точностью.

Хотя этот сценарий уже пробовали и раньше, полученный лазерный свет был недостаточно интенсивным, чтобы его можно было использовать в меньших масштабах. Здесь исследователи смогли держать установку закрытой в нескольких камерах в натуральную величину, а конечный электронный пучок усиливался лазером, увеличивая его интенсивность в 100 раз на заключительном этапе процесса.

«Мы продемонстрировали осуществимость нового технического пути с помощью лазерного ускорителя электронов со сверхмощным ускорением и уменьшили размер объекта с километровой отметки до 12 метров», Физик Лин Юсинь говорит:от Китайской академии наук (CAS).

Перед командой стояли различные проблемы, связанные с уменьшением размера технологии, но при этом сохранением ее практичности. Им пришлось уменьшить изменение энергии электронов, например, до 0,5 процента, что потребовало ряда улучшений, контролирующих ускорение электронов и обеспечивающих плавное перемещение.

Электроны выпускаются через откачанную трубку и через серию из трех намагниченных форм волны, которые используют свои магнитные поля, чтобы возмущать электроны и производить свет. Излучаемый свет отталкивает электроны назад, раздвигая их на более мелкие группы, которые затем генерируют лазерный луч.

Увеличение электрического поля через стопки при сохранении стабильности — одна из причин того, почему установка такая компактная, какой она была. Это означает, что многие преимущества ускорителей частиц можно применить к экспериментам, проводимым в одной комнате.

«Характеристики FEL, в том числе сверхвысокое разрешение по времени и пространству и сверхпиковая яркость, позволяют получать трехмерные и мультимедийные изображения предметов сверхвысокого разрешения», Физик Ван Вентао говорит:из CAS.

Новая установка не только меньше, чем стандартный ускоритель частиц и конфигурация FEL, но и более доступна — открывает все виды потенциальных новых приложений, даже если устройство не так мощно, как полные версии.

Фактически, подготовка нового ускорителя частиц и ЛСЭ для практических лабораторных экспериментов потребует много времени и больших исследований, но ученые показали, что возможно с точки зрения сокращения всей системы.

И хотя остаются определенные вопросы о том, насколько хорошо маленький ускоритель и лазер совместимы с результатами, которые мы уже получаем от более крупных версий, Другие эксперты Они поспешили похвалить новое исследование за его успехи. На пути может быть много новых интересных открытий.

«Применение потенциальных технологий, вероятно, значительно расширит человеческое понимание тайны жизни и революции живых существ», Вентао говорит.

Поиск был опубликован в природа.