Ускорители быстро уменьшаются в размерах

Исследование, проведенное французскими учеными, делает мечту многих физиков о «настольном» ускорителе частиц более реальной. Как сообщает EurekaAlert, прибор, который они разработали, ускоряет электроны до 250 МэВ с помощью двух лазерных импульсов. В отличие от предыдущих вариантов ускорителей, новый прибор производит достаточно стабильные пучки электронов и может использоваться в медицине и материаловедении.

В плазменных ускорителях используется ускоряющая сила, создаваемая возмущенным распределением зарядов, которое называют кильватерным полем. Когда лазерный импульс проходит через плазму, он выталкивает электроны плазмы на периферию, оставляя за собой область положительного заряда. Напряженность кильватерного поля может достигать 270 ГВ/м, что в несколько тысяч раз больше, чем в обычных ускорителях.

В предыдущих вариантах плазменных ускорителей часть электронов плазмы захватывалась и ускорялась в кильватерном поле. Однако электронными пучками, полученными в результате самоинжекции, трудно управлять.

Д-р Виктор Малка (Victor Malka) и его коллеги из парижской политехнической шкоды для инжекции электронов использовали второй лазерный импульс. Когда два лазерных импульса встречались в плазме, в результате интерференции образовывалась стоячая волна, которая предварительно ускоряла электроны, перед тем, как они попадали в кильватерное поле. Таким образом, ученым удалось получить пучок электронов с энергией 250 МэВ, причем это значение можно варьировать, изменяя положение столкновения двух лазерных импульсов в плазме.