Физики предложили в 150 раз сократить длину ускорителя частиц

Ученые из SLAC за работой
Ученые из SLAC за работой

Американские физики продемонстрировали новую технику управления потоками частиц в будущих ускорителях, позволяющую в 150 раз сократить длину тоннеля установки. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте SLAC (Stanford Linear Accelerator Center — Стэнфордский центр линейного ускорителя).

Со SLAC связано много важных событий в физике элементарных частиц. Например, в 1974-м там открыли очарованный кварк, а в 1995 году — тау-лептон. В настоящее время экспериментальные исследования в области физики частиц сосредоточены главным образом в CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire — Европейский совет по ядерным исследованиям), а возможностям немодернизированных установок и площадок для них находят другое применение.

В своей работе ученые испытали технологии для ускорителей, которые могут использоваться в медицинских и промышленных целях, а также в физике частиц. Специалисты предложили разгонять электроны при помощи так называемого кильватерного ускорения.

Оно позволяет создавать ускоряющее поле огромной напряженности, недоступное в других условиях. Это происходит за счет прохождения сгустка электронов (драйвера) через плазму, в результате чего за ним создается пространство с колебаниями плазмы и электрическое поле высокой напряженности. Отсюда и аналогия с кильватерным следом, оставляемым при плавании кораблем за собой.

Это позволило частицам, запускаемым вслед за драйвером, увеличить свою энергию в 400-500 раз, как если бы они разгонялись в обычном ускорителе. Кроме того, в новой установке передача энергии от поля к частицам происходит при меньших потерях энергий.

Длина ускорителя SLAC превышает три километра. Для достижения энергий, приобретаемых частицами в конце тоннеля установки с помощью новой техники потребовалось бы около 20 метров, что в 150 раз короче.

В SLAC кильватерное ускорение изучают в последние 35 лет. К 2007 году специалистам удалось добиться существенного прогресса в этом направлении — они ускорили электроны в пучке с 42 до 85 гигаэлектронвольт. Однако только 1 миллиард из 18 миллиардов частиц получил значительные приращения скорости.

В новом исследовании специалисты усовершенствовали свою установку, в результате чего ее эффективность значительно повысилась. Так, значительно ускорилось уже около 50 процентов электронов одновременно с уменьшением разброса в значении их скоростей.

По мнению исследователей, технологическая задача усовершенствования метода плазменного кильватерного ускорения может привести к сокращению размеров современных ускорителей, в которых получаемая частицами энергия связана прежде всего с длиной тоннеля, в котором происходит разгон частиц.

подписатьсяОбсудить
00:01 Сегодня
Американский пропагандистский плакат времен Второй мировой. Спортивное соперничество с японцами скоро перешло в военное

Оно не тонет

Как США стали сверхдержавой и впервые обвинили врагов в употреблении допинга
Владимир ПутинНапомнили о Третьей мировой
О чем говорили Путин и президент Словении на братской могиле русских солдат
 Лососевая путина на СахалинеРыба твоей мечты
Где наши законные морепродукты и почему они стоят так дорого
Челюстно-городская хирургия
Каким станет Новый Арбат после завершения масштабной реконструкции
Максим Ликсутов«Нельзя купить машину, если у вас нет парковочного места»
Максим Ликсутов о перспективах развития дорожно-транспортной системы Москвы
Русская эмигрантка у витрин Брайтона«Захожу в лифт, а в нем негр»
Как отреагировала на перестройку русская эмиграция в Америке
Молодой Папа и старушка Европа
Гибсон, Малик, Кончаловский: что покажут на 73-м Венецианском кинофестивале
Рисунок любви
Почему девушки хотят замуж за очень взрослых мужчин
Разрешите вас съесть
Кинопремьеры недели: от «Охотников за привидениями» до «Неонового демона»
Взлом государственной важности
Кто внедрил вирус-шпион в сети российских госорганов и оборонных предприятий
Мем эпохи Возрождения
Как средневековая живопись стала оружием в руках интернет-троллей
«Новая традиция — оросить падик на Патриарших»
Откровения жителей центра о «быдле из Бирюлево» разозлили соцсети
Чак-Чак Норрис у Сильвестра в столовой
Как знаменитости превратились в названия ресторанов и кафе
Ноги от ушей
Лондонский Playboy Club отмечает полувековой юбилей
«Больше не хочу рисовать ягодицы»
Как и зачем ретуширует «ангелов» Victoria's Secret маэстро фотошопа
Селфи с медведем
Самые популярные фотографии Instagram за июль
Так любил, что почти убил
Фотоистория о женщинах, изуродованных «во имя чести»
Метры у метро
Московские новостройки, рядом с которыми скоро откроют станции подземки
Тиснули на славу
Как выглядит первое в мире здание, напечатанное на 3D-принтере
Вот это номер!
«Тайный арендатор» в многофункциональном комплексе «Ханой-Москва»
Жить стало веселее
Новая редакция «сталинского рая» на ВДНХ
Любовь по залету
Аэропорты мира, которые не захочется посещать добровольно
Rolling Acres Огайо, СШАЗакрыто навсегда
Как выглядят торговые центры-«призраки», потерявшие покупателей