Urýchľovače častíc sú pri štúdiu hmoty vesmíru veľmi dôležité, ale tie, o ktorých si myslíme, sú obrovské nástroje – v niektorých prípadoch obklopujúce mestá. Teraz vedci vytvorili oveľa menšiu verziu na napájanie pokročilého laseru, čo je zariadenie, ktoré by mohlo byť rovnako užitočné ako jeho väčšie náprotivky.
Príslušný urýchľovač častíc je a Plazmový akcelerátor Wakefield, ktorý generuje krátke a rýchle výboje elektrónov, a laser, na ktorý pôsobí, je známy ako a elektrónový laser (FEL), ktorá používa svoje svetlo na analýzu atómov, molekúl a kondenzovanej hmoty v neuveriteľne vysokých rozlíšeniach.
Napriek tomu, že tento scenár bol už vyskúšaný, výsledné laserové svetlo nie je dostatočne silné, aby bolo užitočné v malých mierkach. Tu vedci dokázali udržať zostavu uzavretú v niekoľkých miestnostiach normálnej veľkosti, pričom v konečnom kroku procesu zosilnili konečný elektrónový lúč produkovaný laserom na stonásobok intenzity.
„Dokázali sme realizovateľnosť novej technologickej trasy laserovým urýchľovačom elektrónov s extrémne vysokou akceleračnou schopnosťou a zmenšila sa veľkosť zariadenia z kilometrovej úrovne na 12 metrov,“ Hovorí fyzik Leng Yuxinz Čínskej akadémie vied (CAS).
Okrem toho, že bola technológia prakticky užitočná, bola minimalizácia technológie pre tím aj niekoľkými výzvami. Museli napríklad znížiť variácie energie elektrónov na iba 0,5 percenta, čo si vyžaduje sériu úprav, ktoré riadia akceleráciu elektrónov a zaisťujú plynulý pohyb.
Elektróny sa spúšťajú do vákuovej trubice a cez sériu troch magnetických vlnových rozprašovačov, ktoré pomocou svojich magnetických polí pohybujú elektróny a generujú svetlo. Vyžarované svetlo tlačí späť na elektróny a tlačí ich do malých zhlukov, ktoré potom generujú laserový lúč.
Zvýšenie elektrického poľa pomocou zvlnených zariadení pri zachovaní stability je jedným z dôvodov, prečo môže byť zariadenie také kompaktné, aké bolo. To znamená, že mnohé z výhod urýchľovačov častíc je možné využiť v experimentoch, ktoré sa vykonávajú v miestnosti.
„Charakteristiky FEL, vrátane rýchlosti super vysokého rozlíšenia vzhľadom na čas a priestor a super silného špičkového jasu, umožňujú realizovať trojrozmerné, multimodálne zobrazovanie hmoty s ultra vysokou presnosťou,“ Hovorí fyzik Wang Wentao, z CAS.
Nové nastavenie je nielen menšie ako vaše štandardné konfigurácie urýchľovača častíc a konfigurácie FEL, ale je aj oveľa dostupnejšie-čo otvára všetky druhy potenciálnych nových aplikácií, aj keď zariadenie nie je také výkonné ako verzie v plnom rozsahu.
Skutočne príprava nového urýchľovača častíc a jeho FEL na praktické laboratórne experimenty bude trvať veľa času a veľa výskumu, ale vedci ukázali, čo je možné z hľadiska miniaturizácie celého systému.
A hoci zostáva niekoľko otázok o tom, do akej miery sa menšie urýchľovače a lasery zhodujú s výsledkami, ktoré už dosahujeme z väčších objemov, ďalší odborníci Nový výskum rýchlo pochválil, čo sa mu podarilo. Na ceste môže byť veľa nových a vzrušujúcich objavov.
„Aplikácia potenciálnej technológie má potenciál výrazne rozšíriť ľudské chápanie tajomstiev života a spôsobiť revolúciu v živých veciach,“ hovorí ventao.
výskum bol publikovaný v príroda.
