Лазерно-плазменный ускоритель LUX ускорил ускорение частиц в 1000 раз.

Компактные ускорители будущего. Лазерный плазменный ускоритель проработал более 24 часов

Специалисты Немецкого электронного синхротрона (DESY - Deutsches Elektronen-Synchrotron) и Гамбургского университета (UHA) достигли важной вехи на пути к созданию ускорителя элементарных частиц будущего. Впервые в истории лазерно-плазменный ускоритель работает без остановок более суток. Устройство LUX проработало 30 часов.

Это приближает нас к тому моменту, когда этот инновационный ускоритель частиц сможет работать непрерывно. «Настало время выпустить эту технологию из лаборатории и применить на практике", - говорит Вим Лиманс, директор отдела ускорителей DESY. Несколько лет назад он участвовал в разработке уникального лазера BELLA в США .

Физики надеются, что технология лазерных плазменных ускорителей позволит создавать компактные ускорители с уникальными свойствами, которым найдут множество применений. В этой технологии лазерный импульс создает плазменную волну в тонком капиллярном резервуаре. Плазма - это газ, молекулы которого лишены электронов. В LUX этот газ - водород.

Лазерные импульсы проходят через газ, лишая молекулу водорода электронов и отталкивая их в сторону. Электроны, возбужденные световым импульсом, приобретают большую энергию и переносятся положительно заряженной плазменной волной перед собой", - объясняет Андреас Майер, возглавлявший исследовательскую группу DESY.

Этот метод позволяет получить даже в 1000 раз большее ускорение частиц, чем на самых мощных традиционных ускорителях. Таким образом, вы можете разгонять их до огромных скоростей на небольших расстояниях. Это означает, что лазерные плазменные ускорители могут быть мощными компактными устройствами, которые можно использовать как в фундаментальной науке, так и в медицине.

Методика еще требует доработки, и ученым предстоит решить множество технических проблем. Теперь, когда мы можем использовать наши балки в течение более длительных периодов времени, нам будет легче решать эти проблемы", -  добавляет Майер.

За рекордно продолжительную работу ученым удалось получить более 100 000 пучков электронов. Луч был создан менее чем за секунду. В результате было получено огромное количество данных о работе ускорителя. Теперь, например, мы можем точно определить, где в лазере возникают нежелательные флуктуации луча. Итак, мы знаем, с чего начать работу над улучшением его качества. По словам Лиманса, это основа для разработки методов активной стабилизации пучка, аналогичных тем, которые используются в традиционных больших ускорителях.

Ученые говорят, что их система уже могла работать дольше 30 часов, но они намеренно остановили ее через 30 часов. После первого такого успешного эксперимента они повторили его еще трижды. Это доказывает, что лазерные плазменные ускорители могут генерировать повторяемый и управляемый импульс. Это позволяет развивать эту технологию дальше", - заключает Лиманс. 

Подробности можно прочитать на страницах Physical Review X.
Источник

Ну, и ладненько, будет у каждого по маленькому адронному коллайдеру дома. У внуков наших.