Bu mini parçacık hızlandırıcı, büyük vaatlerle küçük lazerler sunar

Parçacık hızlandırıcılar, evrenin konusunu incelemek için büyük ilgi görüyor, ancak düşündüğümüzler, devasa araçlar olma eğilimindeler – bazı durumlarda şehirleri çevreleyen. Bilim adamları şimdi gelişmiş bir lazeri çalıştırmak için çok daha küçük bir versiyon yaptılar; bu, daha büyük muadilleri kadar faydalı olabilecek bir kurulum.

Söz konusu parçacık hızlandırıcı bir Wakefield plazma hızlandırıcıKısa, yoğun elektron patlamaları üreten ve kullandığı lazer, Serbest Elektron Lazeri (FEL), atomları, molekülleri ve yoğun maddeyi inanılmaz derecede yüksek doğrulukla analiz etmek için ışığını kullanır.

Bu senaryo daha önce denenmiş olsa da, ortaya çıkan lazer ışığı daha küçük ölçeklerde faydalı olacak kadar yoğun değildi. Burada, araştırmacılar, lazer tarafından güçlendirilen son elektron ışını ile birkaç gerçek boyutlu odada kurulumu kapalı tutabildiler ve sürecin son adımında yoğunluğunu 100 kat artırdılar.

“Ultra yüksek kapasiteli ivmeye sahip bir lazer elektron hızlandırıcı ile yeni teknik yolun uygulanabilirliğini gösterdik ve tesisin boyutunu kilometre seviyesinden 12 metreye indirdik.” Fizikçi Ling Yuxin diyor ki:, Çin Bilimler Akademisi’nden (CAS).

Teknolojiyi küçültme ve aynı zamanda pratik tutma konusunda ekip için çeşitli zorluklar vardı. Elektronların enerjisindeki varyasyonu örneğin sadece yüzde 0,5’e düşürmek zorunda kaldılar, bu da elektronların hızlanmasını kontrol eden ve düzgün hareket sağlayan bir dizi iyileştirme gerektiriyordu.

Elektronlar, boşaltılmış bir tüp ve manyetik alanlarını elektronları bozmak ve ışık üretmek için kullanan bir dizi üç manyetize dalga formu aracılığıyla serbest bırakılır. Yayılan ışık, elektronları geri iterek, onları daha sonra lazer ışını oluşturan daha küçük gruplara iter.

Stabiliteyi korurken genişleticiler aracılığıyla elektrik alanını artırmak, kurulumun eskisi kadar kompakt olmasının bir nedenidir. Bu, parçacık hızlandırıcıların birçok faydasının tek bir odada yürütülen deneylere uygulanabileceği anlamına gelir.

“FEL’in zaman ve mekana göre ultra yüksek çözünürlük oranları ve ultra yüksek parlaklık gibi özellikleri, nesnelerin ultra yüksek çözünürlüklü 3D ve multimedya görüntülerini elde etmeyi mümkün kılıyor.” Fizikçi Wang Wentao diyor ki:CAS’tan.

Yeni kurulum yalnızca standart bir parçacık hızlandırıcı ve FEL konfigürasyonundan daha küçük olmakla kalmıyor, aynı zamanda daha uygun fiyatlı – cihaz neredeyse tam sürümler kadar güçlü olmasa bile her türlü potansiyel yeni uygulamayı açıyor.

Aslında, yeni bir parçacık hızlandırıcı ve FEL’i pratik laboratuvar deneyleri için hazırlamak çok zaman alacak ve çok fazla araştırma gerektirecek, ancak bilim adamları tüm sistemi küçültmek açısından neyin mümkün olduğunu gösterdiler.

Küçük hızlandırıcının ve lazerin daha büyük sürümlerden elde ettiğimiz sonuçlarla uyumluluğu hakkında bazı sorular kalırken, Diğer uzmanlar Yeni araştırmayı yapabildikleri için övmek için hızlı davrandılar. Yolda birçok yeni ve heyecan verici keşif olabilir.

“Potansiyel teknolojinin uygulanması, yaşamın gizemine ve canlı varlıkların devrimine dair insan anlayışını büyük ölçüde genişletecektir.” Wentao diyor.

Arama yayınlandı Doğa.