Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Формирующиеся звезды в галактике Большое Магелланово облако
РИА Наука

Физики уменьшили ускоритель частиц до размеров спички

© Фото : DESY/Heiner Mueller-Elsner Ученый держит миниатюрный ускоритель частиц в руке
Ученый держит миниатюрный ускоритель частиц в руке
Ученые из Германии и США разработали новую методику ускорения частиц при помощи терагерцового излучения, которая позволила им уменьшить габариты подобного прибора в 100 раз и собрать его единичный "кубик" размером со спичку.

МОСКВА, 6 окт – РИА Новости. Ученые из Германии и США разработали новую методику ускорения частиц при помощи терагерцового излучения, которая позволила им уменьшить габариты подобного прибора в 100 раз и собрать его единичный "кубик" размером со спичку, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Большинство современных ускорителей частиц, помимо их экзотических "кильватерных" и лазерных разновидностей, используют радиоволны для передачи энергии разгоняемым частицам. Очень большая длина волны у радиоволн является одной из причин того, почему современные коллайдеры приближаются по площади к небольшому государству.

Физики из Германского синхротронного центра DESY и их коллеги из Америки под руководством Франца Кертнера (Franz Kaertner) сделали большой шаг в сторону радикального уменьшения размеров ускорителей частиц, научившись использовать другой тип волн – так называемое терагерцовое излучение – для разгона заряженных частиц.

Как объясняют ученые, терагерцовые волны занимают промежуточное положение между светом и классическими радиоволнами, обладая положительными чертами и тех и других. В частности, они так же легко проникают через материю, как и радиоволны, и при этом не ионизирует ее. Это позволяет использовать подобные лучи в качестве безопасной замены для рентгена, в качестве основы для сверхскоростных систем связи и ряда других целей.

Главной положительной чертой этого излучения в контексте ускорения частиц является то, что длина его волн в тысячу раз короче, чем у тех радиоволн, которые используются в современных ускорителях. Это позволяет, в теории, уменьшить размеры всех компонентов ускорителя в аналогичное число раз, однако сначала физикам нужно приспособить терагерцовые волны для работы в ускорителях.

Командный пункт управления. Архивное фото
Перспективный терагерцовый локатор создадут в России в 2016 годуВ группе компаний "РТИ" завершили лабораторные исследования по получению терагерцового излучения и по возможностям управления направлением этого излучения.

Кертнер и его коллеги создали первый прототип такого устройства размером с довольно крупную спичку или небольшую сигарету, изготовив особый световод, поглощающий лучи терагерцового излучения и передающий их энергию электронам, пролетающим через этот модуль.

Терагерцовое излучение ускорит транзисторы в тысячу раз - ученыеКороткий импульс терагерцового излучения увеличивает количество свободных электронов и тем самым поднимает максимально возможную скорость работы транзисторов и лазеров на основе соединения галлия и мышьяка примерно в тысячу раз, заявляют японские физики в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Первые результаты оказались достаточно скромными – ученым удалось ускорить частицы, пролетающие через эту спичку, лишь на 7 килоэлектронвольт (7 кэВ). Для сравнения, плазменные и кильватерные ускорители достигали отметки в 5 гигаэлектронвольт (5 ГэВ), что почти в миллион раз больше, а БАК – до значений в 8 тераэлектронвольт.

"Конечно, это не особо сильное ускорение, но наш эксперимент показал, что подобная методика разгона частиц работает на практике. Если теории верны, то мы сможем достичь значений ускорительного градиента в гигаэлектронвольт на метр, что в десять раз больше, чем показывают лучшие ускорители сегодня", — заключает Арья Фаллахи (Arya Fallahi) из Германского синхротронного центра DESY.

Рекомендуем
Компрессорная установка месторождения природного газа
Россия и Украина закончили переговоры в Вене о транзите газа
Американский генерал-лейтенант в отставке Стивен Кваст
В США заявили о возможности доставки человека за час в любую точку
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала