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 впервые наблюдали, как орангутанг занимается самолечением
Наука
SpaceX не смогла скрыть полет ракеты над Россией: в сети публикуют фото
Космос
Зонд «Эйнштейн» показал первую партию редких космических фото
Космос
Миссию по доставке образцов с загадочной стороны Луны запустили в Китае
Наука
Ученые подтвердили ключевые события из Библии
Наука
Недалеко от нас есть планета, где ветер дует быстрее пули
Космос
Найден необычный способ бороться с хроническим стрессом
Наука
Посмотрите на самый редкий торнадо, который пронесся над США
Наука
Над Землей пролетел астероид, который вращался быстрее всех остальных
Космос
Ученые показали лицо женщины, которая жила 75 000 лет назад
Наука
Анализ генов показал, как древние водоросли вышли на поверхность планеты
Наука
Древняя технология поможет вырастить растения на Марсе, считают ученые
Космос
Физики из MIT добились рекордной близости между атомами для квантовых исследований
Наука
В Германии на ветряную электростанцию впервые установили деревянные лопасти
Новости
Инженеры разработали искусственную пиявку для безболезненного забора крови у детей
Наука
Solar Orbiter запечатлел «пушистую» корону Солнца в завораживающих деталях
Космос
Китай отправляет миссию на обратную сторону Луны: как смотреть онлайн
Космос
ИИ нашел асимметрию материи и антиматерии на Большом адронном коллайдере
Наука
TikTok вернулся в Россию? Что известно прямо сейчас
Новости
В Японии разработали устройство 6G, которое передает данные со скоростью 100 Гбит/с
Новости