Создан первый не фотонный лазер

Технология PASER (Particle Acceleration by Stimulated Emission of Radiation), по словам ее разработчиков, является аналогом лазера (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation).

«Это первое экспериментальное подтверждение того, что энергия может передаваться от возбужденных атомов или молекул к свободным электронам когерентным путем, - комментирует Сеймер Банна (Samer Banna), один из авторов открытия. – Иными словами, это первая демонстрация когерентных столкновений второго рода».

Столкновения второго рода происходят в том случае, когда электрон сталкивается с возбужденным атомом или молекулой, в результате чего энергия возбуждения частиц (их внутренняя энергия) полностью или частично переходит в кинетическую энергию сталкивающихся частиц. В случае когерентных столкновений кинетическая энергия электронов существенно возрастает.

Исследователям удалось продемонстрировать передачу энергии от возбужденных молекул углекислого газа к пучку электронов с энергией 45 МэВ, сформированному в ускорительной установке ATF. Каждый электрон осуществил около 2 млн. столкновений с возбужденными молекулами CO₂ и в результате приобрел добавочную энергию порядка 200 кэВ.

Аналогию между лазерной технологией и методом PASER исследователи объясняют следующим образом. В лазере фотоны, проходящие через активную среду, стимулируют возбужденные атомы, которые отдают энергию, испуская фотоны. В эксперименте PASER активная среда (возбужденные молекулы углекислого газа) отдает свою энергию электронам, в результате чего электроны приобретают дополнительную кинетическую энергию. Поскольку ускоренные таким образом электроны оказываются гораздо «холоднее», чем при других методах ускорения, данную технологию PASER планируется использовать для создания более точных рентгеновских зондов для исследования наноструктур.

Хотя в данном эксперименте наблюдаемый эффект ускорения оказался довольно скромным, ученые считают, что развитие технологии PASER позволит в будущем значительно повысить энергию ускоряемых частиц.