ЦЕРН и новосибирский ИЯФ проведут эксперимент по созданию ускорителя нового типа
Здание Института ядерной физики Сибирского отделения РАН. Фото: Wikipedia
Европейский центр ядерных исследований (ЦЕРН) в сотрудничестве с учеными новосибирского Института ядерной физики (ИЯФ) имени Г.И.Будкера проведет в конце 2016 года эксперимент по созданию ускорителя нового типа. Об этом «Интерфаксу» сообщил главный научный сотрудник ИЯФ Константин Лотов.
По его словам, цель эксперимента — впервые в мире показать, что протонами можно возбудить плазменную волну и затем ускорить в этой волне частицы в 10 раз больше, чем в обычных ускорителях.
Ускорение заряженных частиц в плазме позволяет сделать его темп значительно выше — энергию в несколько гигаэлектронвольт можно набрать буквально на нескольких сантиметрах, добавил он.
Соответственно, ускорители, которые имеют сейчас размеры до одного километра, могут быть «сжаты» до 10-15 метров. В результате в перспективе может быть получен компактный источник синхротронного излучения, имеющий самые широкие области применения — от медицины до материаловедения и металлообработки.
Ученый отметил, что в настоящее время в мире существует три подхода к созданию в плазме поля, разгоняющего частицы. По его словам, поле само по себе не возникает, для этого нужен или очень мощный уникальный лазер, или электронный пучок высокой энергии, тоже уникальный, либо протонный пучок.
Соответственно, эксперименты с лазером ведутся в США, Германии и Франции, с электронным пучком работают в Стэнфорде в США, с протонными пучками работают в ЦЕРНе на Большом адроном коллайдере.
Вклад ИЯФ в эксперимент представляет собой теоретические разработки, компьютерное моделирование.
Также институт готовит на своем оборудовании в новосибирском Академгородке эксперимент, который позволит изучить физику этого явления. Для этого будет использоваться источник электронов, недавно введенный в эксплуатацию и представляющий собой первую очередь нового электрон-позитронного коллайдера (Tau-Charm Factory).
По словам Лотова, на этом электронном пучке можно моделировать те же физические процессы, которые будут в ЦЕРНе. Он отметил, что в настоящее время самые быстрые электроны, полученные в ходе экспериментов, имеют энергию 100 гигаэлектронвольт.
«Если удастся "подцепить" электронный сгусток к протонному пучку, который сейчас есть в Большом адронном коллайдере, то энергия электрона будет раз в 60 больше», — пояснил он.
Синхротронное излучение — электромагнитное излучение, испускаемое заряженными частицами, движущимися с очень высокими скоростями по траекториям, искривленным магнитным полем. В Новосибирске источниками синхротронного излучения располагает Институт ядерной физики. В этом учреждении проводят эксперименты исследовательские группы более чем из 50 институтов и других организаций.