Рекорды SLAC: создан электронный пучок с пиковой мощностью, превосходящей все известные

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

В мире, где лазеры режут сталь, зондируют атмосферу далеких планет и даже помогают хирургам проводить сложнейшие операции, ученые постоянно ищут способы сделать источники энергии еще мощнее и эффективнее. Недавно команда физиков из SLAC National Accelerator Laboratory совершила прорыв в этой области, создав электронный пучок с рекордными показателями силы тока и пиковой мощности. Но что это значит и почему это важно?

Электроны на сверхскоростях: секрет мощности

Чтобы понять суть открытия, представим себе электроны как крошечные гоночные автомобили, несущиеся по кольцевому треку ускорителя. Задача физиков — разогнать эти частицы до максимально возможной скорости, «зарядив» их энергией. Но есть одна загвоздка: при движении по криволинейной траектории электроны неизбежно теряют скорость. Как же заставить их проходить повороты быстрее и эффективнее?

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Решение оказалось гениально простым, но технически сложным. Вместо того чтобы пытаться заставить каждый электрон в отдельности проходить поворот с максимальной скоростью, ученые решили изменить стратегию. Они «выстроили» электроны в цепочку длиной всего в миллиметр и направили их по траектории, где передние частицы двигались по менее крутой части радиоволны, а значит, и теряли меньше энергии при прохождении поворота. Этот прием, известный как «чирп», позволил создать неоднородный по энергии пучок электронов.

Магнитный слалом: как сжать время и энергию

Дальше — еще интереснее. Ученые использовали систему магнитов, чтобы заставить электроны поочередно отклоняться влево и вправо. В результате электроны с меньшей энергией проходили чуть более длинный путь, что дало возможность более быстрым частицам догнать их. Этот процесс привел к сжатию электронного пучка во времени, сконцентрировав огромную энергию в невероятно короткий промежуток.

В конечном итоге, физикам удалось создать импульс, длиной всего в 0,3 микрометра — это в несколько раз меньше толщины человеческого волоса! В этот микроскопический отрезок времени была «упакована» рекордная мощность и сила тока. Но зачем такие экстремальные показатели?

Новые горизонты: от химии до космоса

По мнению ученых, созданный ими метод открывает новые возможности в самых разных областях. Например, сверхмощные электронные пучки могут быть использованы для изучения химических процессов, происходящих в экстремальных условиях, или для создания новых видов плазмы.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Более того, эти пучки могут пролить свет на фундаментальные вопросы о природе вакуума и пространства-времени. Кто знает, возможно, в будущем эта технология позволит нам заглянуть в самые сокровенные уголки Вселенной и разгадать ее тайны.

В заключение, стоит отметить, что достижение физиков из SLAC — это не просто новый рекорд в мире высоких энергий. Это еще один шаг на пути к пониманию фундаментальных законов природы и созданию новых технологий, которые могут изменить нашу жизнь к лучшему. И хотя до практического применения этой технологии еще далеко, одно можно сказать наверняка: электронный «Форсаж» только набирает обороты.

1 комментарий

a
SLAC — это вроде линейный ускоритель. Какие повороты?
Stanford Linear Accelerator, a 3.2 kilometer (2-mile) linear accelerator constructed in 1966 that could accelerate electrons to energies of 50 GeV.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Гравитация следует законам Ньютона и Эйнштейна на любых масштабах: доказывает ли это существование темной материи?

Наблюдая за космосом, современные астрономы сталкиваются с серьезной физической проблемой. Эта проблема касается того, как движутся звезды внутри галактик и как сами галактики перемещаются внутри...

Обзор NAS TerraMaster F2-425 или как я пришел к покупке сетевого хранилища, после утраты более 10 000 фото

После того, как я случайно сломал свой основной телефон где-то на побережье Эгейского моря, столкнулся с потерей личных фотографий и видеороликов с близкими мне людьми. Почему-то я всегда считал,...

Моточасы вместо километров: зачем сельхозтехнике особый способ учёта пробега

У сельхозмашин (тракторов, комбайнов, погрузчиков), коммунальной технике (снегоуборочной, грейдеров) показатель наработки выражается в мото — часах, а не в километрах (как у привычных...

Как бактерии стали многоклеточными: система разделения ДНК эволюционировала во внутриклеточный каркас

Биологическая эволюция редко создает принципиально новые механизмы с нуля. В подавляющем большинстве случаев природа модифицирует уже существующие структуры, адаптируя их под совершенно новые...

Компьютерные расчеты термоядерных реакций оказались ошибочными: как эксперимент с испаренной медью переписывает законы физики плазмы

Воздействие сверхмощного оптического лазера на металл разрушает межатомные связи за квадриллионные доли секунды. В точке удара материал мгновенно переходит в состояние горячей сверхплотной плазмы,...

Самые крупные карповые в мире и в России: история семейства, размеры и что из них готовят

Когда слышишь слово «карповые», в голове обычно возникает что-то очень земное и понятное: карась в деревенском пруду, карп на рынке, сазан в рассказах рыбаков. Но у этого семейства есть и совсем...