Amerikanska fysiker använde två laserpulser som skickades genom en ström av vätgas,
Klassiska partikelacceleratorer ärgigantiska strukturer, förklarar forskare. Syftet med det nya arbetet var att skapa en apparat som kunde uppnå samma effekt i ett laboratorium i rumsskala. För att uppnå detta krävs en kraftigare impuls, som kommer att accelerera partiklarna även på kort avstånd.
För att skapa ett sådant fält använde forskarelaservakeaccelerationsmetod. Kärnan i denna teknik är att en högfokuserad laserstråle riktas genom plasman. Ljusvågens impuls skapar störningar och drar med sig elektronerna. Det kan jämföras med en båt som rör sig genom vattnet och fångar upp partiklar i sitt spår (bakom sig själv), förklarar forskarna.
Simulering av experimentet: en röd laserstråle skapar en ström av accelererade elektroner bakom den (gul). Bild: Bo Miao, IREAP
Denna metod har föreslagits i årtiondensedan, men hittills har det varit möjligt att accelerera elektroner med dess hjälp med bara några centimeter, varefter strålens energi försvinner i plasman. I sitt arbete föreslog fysiker att man skulle använda en laser för att tränga igenom en vågledare i plasmat, längs vilken en ström av elektroner som fångas av ljus skulle röra sig.
För att skapa en plasmavågledare, kommandotanvänder en extra laserstråle och en vätgasstråle. När denna extra "styrande" laser passerar genom strålen, avlägsnar den elektroner från väteatomer och skapar en plasmakanal. Plasman är varm och börjar snabbt expandera, vilket skapar en "kärna" med lägre densitet, medan gasen med högre densitet bildar ett cylindriskt skal. Sedan riktas huvudlaserstrålen genom denna kanal.
Med hjälp av sin teknik skingrades forskareelektroner till hastigheter nära ljusets hastighet i en sektion på endast 20 cm: energin hos några av dem nådde 5 GeV. Detta är bara tre gånger mindre än SLAC-acceleratorn på Stanford, som är mer än 3 km lång.
Läs mer:
Titta på ett fenomen som helt enkelt är omöjligt på Mars
En enorm satellit kan överglänsa alla stjärnor och planeter på natthimlen
Kina säger att de kommer att ha fusionskraft om 6 år