Большой адронный коллайдер – это огромная и очень дорогая машина, благодаря которой человечество узнает о новых элементарных частицах. Но зачем строить такие дорогие и трудоемкие ускорители, если их могут заменить более мощные устройства, которые поместятся на столе?
Команда из немецкого Electron Synchrotron и Гамбургского университета сконструировала лазерный плазменный ускоритель под названием LUX, который стал первым в истории ускорителем, работающим в течение 30 часов непрерывно и производящим электронные пучки. Ученые утверждают, что их устройство может работать еще дольше. Эксперимент с компактным ускорителем был успешно проведен в общей сложности четыре раза.
В устройстве LUX мощный лазер создает плазменную волну. Лазерные импульсы пробиваются сквозь газ, удаляя электроны из молекул водорода и отбрасывая их в сторону. Таким образом, под напряжением электроны ускоряются за счет положительно заряженной плазменной волны.
За рекордно длительную непрерывную работу ускорителя LUX, ученые смогли разогнать более 100 000 электронных пучков в секунду. В ходе этого испытания было получено большое количество данных, на основе которых можно улучшить характеристики устройства, устранив нежелательные изменения в пучках электронов.
Используемая технология позволяет лазерным плазменным ускорителям достигать скорости, в тысячу раз превышающую ускорение самых мощных современных ускорителей частиц. Более того, эти устройства намного меньше по размеру, но при этом имеют широкий спектр применения.
Немецкие исследователи утверждают, что им предстоит решить еще много задач технического характера, прежде чем лазерный ускоритель частиц будет использован на практике. Но благодаря последним разработкам, ученые продвинулись на один шаг ближе к замене гигантских ускорителей устройствами гораздо меньшего размера.
