Исследователям удалось ускорить частицы и увеличить их энергию на семь килоэлектронвольт с помощью миниатюрного ускорителя длиной всего 1,5 см и толщиной 1 мм
Большой адронный коллайдер, установленный в Женеве, является ускорителем и коллайдер частиц из крупнейших и самых энергичных в мире. Несмотря на недостатки 27-километровой окружности, ускоритель ЦЕРН позволил подтвердить существование частицы, известной как бозон Хиггса, и мог сыграть ключевую роль в других такие открытия, как микрочерные дыры, магнитный монополь или суперсимметричные частицы. Однако его огромные размеры могут быть уменьшены почти в сто раз благодаря прототипу ускорителя частиц, разработанному группой исследователей, который недавно был опубликован в журнале Nature Communications
Рассматриваемый прототип представляет собой существенное изменение частоты используемого излучения. Использование которого позволяет сократить 27 км LHC - для его аббревиатуры на английском языке- до модуля только 1, длиной 5 см и толщиной один миллиметр Использование излучения в терагерцовом -ТГц- диапазоне, известном также как электромагнитное излучение 1012 Гц, имеет заметные преимущества по сравнению с электромагнитным, используемым в обычных ускорителях. Среди этих преимуществ - его длина волны до тысячи раз короче радиочастоты, что позволяет всему быть в в тысячу раз меньше и может проходить через самые разнообразные диэлектрические материалы.
Чтобы проверить потенциал терагерцового излучения для ускорения частиц подобно Большому адронному коллайдеру,исследователи Центр электронно-лазерной науки прибегнул к использованию специальной пушки, чтобы выстрелить потоком электронов внутри миниатюрного ускорителя. Представленные результаты эксперимента подтвердили, что терагерцовое излучение позволило ускорить частицы и увеличить их энергию на семь килоэлектронвольт
Как заявил соавтор исследования в опубликованной статье исследователь Арья Фаллахи, это не особенно большое ускорение но полученные результаты демонстрируют применимость этой технологии для будущего создания портативных ускорителей размером с ладонь. На самом деле, исследователи подчеркивают масштабируемость прототипа для получения ускорителей с гораздо меньшей площадью основания.
Среди целей, поставленных перед учеными Научного центра электронных лазеров, - достижение ускорения в один гигавольт на метр, то есть, более чем в десять раз, чем позволяет обычный дроссель. Здесь Фаллахи поясняет, что развитие будущих плазменных технологий значительно увеличило бы эту разницу, но необходимо было бы иметь гораздо более мощные лазеры, чем те, которые мы в настоящее время есть.
www.youtube.com/embed/CJxcW7ECQng
В настоящее время планируется изготовить более крупный экспериментальный ускоритель на основе тетрагерцового излучения, который будет занимать менее метр в длину и позволит изучать фотосинтез и совершенствовать современные методы медицинской диагностической визуализации.