Дослідники продемонстрували прискорювач частинок, що досягає надвисокої енергії на невеликій відстані.
Міжнародна група дослідників оголосила розробку ультракомпактного прискорювача частинок. В установці, що міститься на кімнатному столі завдовжки 10 м у Техаському університеті в Остіні, пучок електронів розганяється до енергії 10 ГеВ. Таких високих енергій електронів США досягають лише два інших прискорювача, але довжина кожного їх становить близько 3 км.
Будова вдосконаленого лазерного прискорювача кільватерного поля із Техаського університету. Зображення: University of Texas at Austin
Пристрій є удосконаленим лазерним прискорювачем кільватерного поля. Концепція подібних приладів була вперше описана у 1979 році. Надзвичайно потужний лазер впливає на газоподібний гелій, нагріває його до стану плазми та створює хвилі, які вибивають електрони з газу у вигляді високоенергетичного електронного променя.
Усередині газової камери надзвичайно потужний лазер впливає на газоподібний гелій, нагріває його до стану плазми та створює хвилі, які вибивають електрони із газу у вигляді високоенергетичного променя. Наночастинки, що генеруються вторинним лазером, що світить через верхнє вікно і ударяє металеву пластину, збільшують енергію, що передається електронам. Зображення: University of Texas at Austin
За останні кілька десятиліть різні дослідні групи розробили потужніші версії. Ключова зміна у пристрої з Техаського університету в Остіні ґрунтується на наночастинках. Допоміжний лазер вражає металеву пластину всередині газового осередку і впорскує потік металевих наночастинок, який збільшують енергію, що передається електронам від хвиль. Лазер подібний до гідроциклу, що пливе по озеру і залишає за собою слід, а електрони катаються на цій плазмовій хвилі, як серфери, пояснюють вчені.
Для експерименту дослідники використовували один із найпотужніших у світі імпульсних лазерів, Техаський петаватний лазер. Він випромінює один надінтенсивний імпульс світла щогодини, що триває лише 150 фемтосекунд. Дослідники працюють над лазером, який міститься на столі і зможе багаторазово спрацьовувати тисячі разів на секунду, що зробить прискорювач ще компактнішим і придатним для використання у численних дослідженнях.