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.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:01 18 февраля 2017

Много чести

Кто кого заборет: викинг, рыцарь или самурай — обзор For Honor
Наука и техника
 — 
00:04 Сегодня
Инквизиторы допрашивают предполагаемых еретиков

Карающая длань

Как мальтийская инквизиция наказывала христиан-вероотступников
Рекс ТиллерсонНовые лица, старые проблемы
Сергей Лавров на саммите G20 впервые встретился с новым главой Госдепа
People watch as India's Polar Satellite Launch Vehicle rocket takes off from the Satish Dhawan space center in Sriharikota, 90 kilometers (56 miles) north of Chennai, India, Monday, April 20, 2009. India on Monday launched the all-weather satellite to enhance its capability to monitor its sea and land borders and natural disasters, an official said. (AP Photo) ** INDIA OUT **Гонки на небесных ладьях
Азиатские державы рвутся в космос
Завтрак длиной в сто лет
Что ждет Россию и мир в XXII веке
Оголтелое братство
Кто убил старшего брата северокорейского лидера Ким Чен Ына
Президент Франсуа Олланд во время посещения Тео в больницеМученик Тео
Кто организовывает беспорядки на окраинах Парижа
Пенная вечеринка
Легендарная серия Half-Life обретает достойное продолжение: превью Prey
Много чести
Кто кого заборет: викинг, рыцарь или самурай — обзор For Honor
Инквизиторы допрашивают предполагаемых еретиковКарающая длань
Как мальтийская инквизиция наказывала христиан-вероотступников
Демонстрация черносотенцев в Одессе вскоре после объявления «Манифеста 17 октября»Русский порядок
Почему евреи оказались главными врагами черносотенных студентов и спортсменов
Страна оленья
Почему Якутия — главное направление для путешествий в этом году
Четыре мачты парусов
Барку «Седов» в День всех влюбленных исполняется 96 лет
Дубай-Марина. ОАЭ
© Олег Жуков / Фотобанк ЛориНа границе моря и пустыни
Почему в Дубай стремятся сотни тысяч россиян
Не наше все
Страны, где не встретить путешественников из России
«Гелик» G65 против мотоцикла Ural
Путешествие американцев на Mercedes-AMG G65 и «Урале» с коляской
7 малоизвестных ландо Mercedes
Машины с кузовом «ландо», которые выглядят лучше, чем Maybach G650 Landaulet
7 неожиданно красивых «китайцев»
Кроссоверы из Поднебесной, которые вам точно захочется купить
История культовых тюнинг-ателье: Alpina
Гид по истории самого знаменитого тюнера BMW
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды
Под гербом золотым
Экскурсия по самому дорогому съемному коттеджу России
Купить по-русски
На приобретение загородных домов и участков остался месяц