Amerykańscy fizycy wykorzystali dwa impulsy laserowe przesłane przez strumień gazowego wodoru,
Klasyczne akceleratory cząstek togigantyczne struktury, wyjaśniają naukowcy. Celem nowej pracy było stworzenie urządzenia, które mogłoby osiągnąć ten sam efekt w laboratorium w skali pokojowej. Aby to osiągnąć, potrzebny jest silniejszy impuls, który przyspieszy cząstki nawet na niewielkiej odległości.
Do stworzenia takiego pola naukowcy wykorzystalimetoda akceleracji śladu laserowego. Istotą tej technologii jest kierowanie przez plazmę silnie skupionej wiązki laserowej. Impuls fali świetlnej tworzy perturbacje i pociąga za sobą elektrony. Można to porównać do łodzi, która porusza się po wodzie i wychwytuje cząsteczki znajdujące się w jej śladzie (za sobą), wyjaśniają naukowcy.
Symulacja eksperymentu: czerwona wiązka lasera tworzy za nią strumień przyspieszonych elektronów (żółty). Zdjęcie: Bo Miao, IREAP
Ta metoda była proponowana od dziesięciolecitemu, ale do tej pory udało się za jego pomocą przyspieszyć elektrony tylko o kilka centymetrów, po czym energia wiązki jest rozpraszana w plazmie. W swojej pracy fizycy zaproponowali użycie lasera do przebicia falowodu w plazmie, wzdłuż którego poruszałby się strumień elektronów przechwyconych przez światło.
Aby utworzyć falowód plazmowy, poleceniewykorzystuje dodatkową wiązkę lasera i strumień gazowego wodoru. Kiedy ten dodatkowy „naprowadzający” laser przechodzi przez dżet, usuwa elektrony z atomów wodoru i tworzy kanał plazmowy. Plazma jest gorąca i gwałtownie zaczyna się rozszerzać, tworząc „rdzeń” o niższej gęstości, podczas gdy gaz o wyższej gęstości tworzy cylindryczną powłokę. Następnie przez ten kanał kierowana jest główna wiązka lasera.
Z pomocą ich technologii naukowcy rozproszyli sięelektrony do prędkości zbliżonych do prędkości światła na odcinku zaledwie 20 cm: energia niektórych z nich osiągnęła 5 GeV. To tylko trzy razy mniej niż akcelerator SLAC w Stanford, który ma ponad 3 km długości.
Czytaj więcej:
Spójrz na zjawisko, które jest po prostu niemożliwe na Marsie
Ogromny satelita może przyćmić wszystkie gwiazdy i planety na nocnym niebie
Chiny twierdzą, że za 6 lat będą dysponować energią termojądrową