Новые компактные ускорители частиц приближают электронные лучи к скорости света

Ученые успешно разработали карманный ускоритель частиц, способный излучать ультракороткие электронные пучки с помощью лазерного света со скоростью более 99,99% скорости света. Чтобы достичь этого результата, исследователям пришлось замедлить свет, чтобы он соответствовал скорости электронов, используя специально разработанную металлическую структуру, покрытую слоями кварца, которые тоньше человеческого волоса. О своем открытии ученые рассказали в статье для Nature Photonics.

Новая разработка одновременно предлагает возможности для изменения и манипулирования сгустками частиц во временных масштабах менее 10 фемтосекунд (0,000 000 000 000 01 секунда, или время, необходимое свету для перемещения на 1/100 миллиметра). Новая разработка позволит ученым создавать стробоскопические фотографии движения атомов.

Эта успешная демонстрация открывает путь к разработке высокоэнергетических, заряженных и высококачественных ускорителей терагерцового (ТГц) диапазона, которые обещают быть более дешевыми и компактными. Уменьшение размера и стоимости ускорительной технологии откроет ее для гораздо более широкого круга приложений.

Предоставлено: Манчестерский университет

Ускорители элементарных частиц широко используются в фундаментальных исследованиях в области физики элементарных частиц, определения характеристик материалов, радиотерапии в больницах, где они используются для лечения больных раком, производства радиоизотопов для получения медицинских изображений и досмотра грузов на предмет безопасности. Однако основная технология (генераторы радиочастоты), лежащая в основе этих машин, была разработана для радаров во время Второй мировой войны.

Уникальное решение ученых — использовать лазеры для генерации световых импульсов терагерцового диапазона. Терагерц — это область электромагнитного спектра между инфракрасным (используется в телевизионных пультах) и микроволновым (используется в микроволновых печах). Генерируемое лазером терагерцовое излучение существует в режиме идеальной длины волны миллиметрового масштаба, что упрощает изготовление структуры. И, что наиболее важно, оно обеспечивает длину полупериода, которая хорошо подходит для ускорения целых электронных сгустков с высоким уровнем заряда.

Читать также

Искатель сокровищ нашел клад в Шотландии, которому 3000 лет

Метеорный поток Персеиды — 2020: где его увидеть, куда смотреть и как сделать фото

Посмотрите на 3D-карту Вселенной: ее составляли 20 лет и она уже удивила ученых

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Ученые преодолели одно из ключевых препятствий для термоядерной энергетики
Наука
Телескоп «Джеймс Уэбб» показал детали космической Конской Головы
Космос
Ученые выяснили, как парниковые газы влияют на распространение болезней
COVID-19
Найдены доказательства необычной силы магнитного поля Земли в прошлом
Наука
Посмотрите, как быстро робот-гуманоид управляется с домашними задачами
Новости
Ядро атома впервые возбудили лазером: это открывает сверхточные измерения времени
Наука
Чек-лист: как обеспечить информационную безопасность маркетплейса
Мнения
Экспериментальный лазер передал данные с зонда «Психея» на расстоянии 226 млн километров
Космос
Посмотрите на самое близкое фото обломка ракеты в космосе
Космос
Ученые нашли следы древних ритуалов майя на благословение
Наука
В Китае появились батареи со сверхбыстрой зарядкой для электрокаров: запас хода составляет 1000 км
Новости
Найдены скрытые «дорожки для мертвых»: их обнаружили с помощью лидара
Наука
Беспилотные грузовики Evocargo начинают работу во «Внуково» в рамках эксперимента
Новости
«Человеческие нейронные сети потребляют около 20 Вт, а искусственные — сотни ватт»
Технологии
Ученые считают, что недалеко от Земли есть «живая» планета
Новости
Китай готов к автономным летающим такси: когда будут первые полеты
Новости
Посмотрите на сотни черных «пауков», которые заполонили Марс весной
Космос
Где похоронен Платон: ученые наконец-то нашли ответ
Наука
Почему мужчины умирают в России на 10 лет раньше женщин: в Минздраве назвали причину
Новости
Крошечный и тонкий экран отслеживает активность мозга во время операции
Новости