Физики предложили в 150 раз сократить длину ускорителя частиц

Физики предложили в 150 раз сократить длину ускорителя частиц

Американские физики продемонстрировали новую технику управления потоками частиц в будущих ускорителях, позволяющую в 150 раз сократить длину тоннеля установки. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте SLAC (Stanford Linear Accelerator Center — Стэнфордский центр линейного ускорителя).

Со SLAC связано много важных событий в физике элементарных частиц. Например, в 1974-м там открыли очарованный кварк, а в 1995 году — тау-лептон. В настоящее время экспериментальные исследования в области физики частиц сосредоточены главным образом в CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire — Европейский совет по ядерным исследованиям), а возможностям немодернизированных установок и площадок для 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. Специалисты предложили разгонять электроны при помощи так называемого кильватерного ускорения.

Оно позволяет создавать ускоряющее поле огромной напряженности, недоступное в других условиях. Это происходит за счет прохождения сгустка электронов (драйвера) через плазму, в результате чего за ним создается пространство с колебаниями плазмы и электрическое поле высокой напряженности. Отсюда и аналогия с кильватерным следом, оставляемым при плавании кораблем за собой.

Это позволило частицам, запускаемым вслед за драйвером, увеличить свою энергию в 400-500 раз, как если бы они разгонялись в обычном ускорителе. Кроме того, в новой установке передача энергии от поля к частицам происходит при меньших потерях энергий.

Длина ускорителя SLAC превышает три километра. Для достижения энергий, приобретаемых частицами в конце тоннеля установки с помощью новой техники потребовалось бы около 20 метров, что в 150 раз короче.

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 1 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 около 50 процентов электронов одновременно с уменьшением разброса в значении их скоростей.

По мнению исследователей, технологическая задача усовершенствования метода плазменного кильватерного ускорения может привести к сокращению размеров современных ускорителей, в которых получаемая частицами энергия связана прежде всего с длиной тоннеля, в котором происходит разгон

Lenta.ru

Похожие новости:
Физики предложили идею плазменно-лазерного ускорителя
Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли пришли к выводу, что использование лазеров может уменьшить длины ускорителей частиц в тысячи раз. Работа специалистов опубликована в журнале Physics of Plasmas, кратко с ней можно ознакомиться на сайте Phys.org. Физики рассмотрели идею плазменно-лазерного ..
2014-05-29 1797 0 Технология
1
В ЦЕРНе создали ускоритель элементарных частиц для больниц
Инженеры ЦЕРНа решили приспособить технологию Большого адронного коллайдера (БАК) для практического использования в медицине. Они представили миниатюрный линейный ускоритель длиной 2 метра, пригодный для применения в медицинской визуализации и рентгенографии. О новинке сообщается в пресс-релизе ЦЕРНа. Прибор для больниц построен по модели ..
2015-07-31 4143 0 Технология
0
Ученые предложили взрывать бактерии при помощи наночастиц
Физики и химики из Дании, Бразилии и США предложили новый способ уничтожения бактериальных клеток. По мнению специалистов, их можно взрывать с помощью специальных наночастиц. Результаты исследований авторов доступны в форме препринта в каталоге arXiv.org, а кратко с ними можно ознакомится на сайте ..
2014-09-04 1867 0 Технология
0
Создан новый тип носителя информации
Американские физики предложили новый компактный носитель информации. Исследование опубликовано в журнале Science Advances, кратко о нем сообщает издание EurekAlert!Физики создали трехмерный алмазный чип, в котором для хранения памяти используются азото-замещенные вакансии — один из дефектов кристаллической решетки, ..
2016-10-27 13481 0 Технология
0
Ускоритель частиц испытали как аннигилятор радиоактивных отходов
Европейская исследовательская команда сделала на этой неделе важный шаг на пути к разработке технологий утилизации высокорадиоактивных и долгоживущих ядерных отходов с применением необычной комбинации ядерного реактора и ускорителя частиц. Вчера команда сообщила об успешном испытании исследовательского реактора Гиневра ..
2012-01-23 2142 0 Технология
0
Новый способ планирования сети дорог подскажет плесень
Британские ученые предложили новый способ планирования сети дорог, который использует плесень. Задача о построении оптимальной дорожной сети в самой общей формулировке звучит следующим образом: фиксированные города на карте необходимо соединить сетью дорог так, ..
2012-10-21 1646 0 Технология
0
Новый материал из золота не позволит увидеть свет
Ученые предложили использовать кукубитурилы для создания нового материала, который бы не отражал свет. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Nature Communications, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Кембриджского университета. Ученые предложили использовать новый метаматериал в качестве ..
2014-07-28 1724 0 Технология
0
Большой взрыв предложили использовать для шифрования данных
Физики из США предложили использовать реликтовое излучение (остаточное излучение от Большого взрыва) для изготовления ключей шифрования. Свои идеи они изложили в журнале препринтов arXiv, а коротко о них сообщает New Scientist.Взломоустойчивость многих способов шифрования зависит от генерирования длинных случайных чисел, выступающих ..
2016-01-21 1377 0 Технология
0
Физики научились управлять стабильностью границы термоядерного шнура
Физики из США и Австралии научились управлять потенциально опасными тепловыми всплесками во внешних границах плазмы (ELM-нестабильностью) в токамаке (установка для магнитного удержания плазмы). Результаты своих исследований авторы опубликовали в двух статьях в журнале Physical Review Letters, а кратко с их содержанием ..
2015-03-17 1751 0 Технология
0
Физики создали аналог раздевающих сканеров для молекул
Физики из университетов Питтсбурга и Висконсин-Мэдисон разработали микроскопические излучатели и детекторы, которые позволяют создать аналог аэропортового сканера безопасности для индивидуальных молекул. Прибор позволит изучать их свойства в терагерцовом диапазоне. Работа опубликована в журнале Nano Letters, кратко о ней можно ..
2013-08-6 1525 0 Технология
0
Сколково делает лазерно-плазменный ускоритель
Для нужд Роскосмоса Институт Джона Адамса (Великобритания) и Институт прикладной физики (Нижний Новгород) совместно построят мощный компактный лазер для лазерно-плазменного ускорителя – в рамках проекта «Сколково», на средства сколковского гранта. Лазерно-плазменные ускорители нужны примерно для тех же целей, что и магнитные: ..
2013-02-4 2086 0 Технология
0
Электричество предложили получать с помощью нагревания космоса
Физики из Гарвардского университета предложили получать электрическую энергию за счет инфракрасного излучения тепла Земли в космос. В статье в Proceedings of the National Academy of Sciences ученые рассчитали объем доступной таким образом энергии и предложили два типа устройств, которые смогут ..
2014-03-05 2783 0 Технология
0
Ученые создали сверхбыстрого микроробота
Этот бытовой вредитель является идеальной моделью для создания миниатюрных роботов, имеющих ноги. Вот почему ученые из Университета Калифорнии, Беркли, изучали шестиногих вредителей, чтобы улучшить свои разработки микророботов. Робот-таракан VelociRoACH состоит в основном из картона и имеет ..
2013-01-15 1906 0 Технология
0
Микроионный двигатель будет корректировать наноспутники
Сверхкомпактный ионный двигатель малой тяги был создан в Массачусетском технологическом институте. В ближайшее время он может прийти на смену куда более громоздким и устаревающим конструкциям, применяющимся для корректировки орбиты и переориентации спутников.Пауло Лозано (Paulo Lozano) - профессор кафедры аэронавтики ..
2012-08-21 1705 0 Технология
0
Ученые возвращают к жизни батареи Эдисона
Хорошо известные железо-никелевые аккумуляторы, возможно, заменят более распространённые литий-ионные, менее долговечные и выносливые. Железо-никелевые батареи гораздо более устойчивы к температурному воздействию, выдерживают повышенную вибрацию, устойчивы к частым разрядам и перезарядам, к коротким замыканиям, сообщает «WordScience.org». Они ..
2012-06-28 2275 0 Технология
0