Великий адронний колайдер "наздогнав" прискорювач розміром із запальничку: що сталося

Як відомо прискорювачі частинок відіграють важливу роль у різних фізичних дослідженнях. Але зазвичай вони займають дуже багато місця. Новий прискорювач частинок, створений американськими фізиками, справді крихітний порівняно, наприклад, із Великим адронним колайдером. Проте вченим вдалося зробити те, що здатні робити тільки великі прискорювачі частинок, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Matter and Radiation at Extremes, під час експерименту фізикам вдалося за допомогою крихітного прискорювача частинок створити електронний пучок з енергією 10 млрд електронвольт (10 ГеВ) у камері розміром лише 10 см. Вся система повністю має довжину 20 метрів.

Для порівняння, довжина інших прискорювачів частинок, які здатні створювати електронні пучки з енергією 10 ГеВ, становить приблизно 3 км, тобто вони приблизно в 150 разів більші.

Зменшити загальний розмір системи вчені змогли, об'єднавши високоенергетичні ультракороткі лазерні імпульси з газоподібним гелієм, покритим наночастинками алюмінію. Ці частинки збільшують енергію електронів, які відірвані від наночастинок лазером, де вони катаються на індукованих лазером плазмових хвилях, як серфери.

У той час як сила цих хвиль зазвичай була б переважною, тобто це схоже на те, як водні лижі долають хвилі, залишені човнами, то наночастинки забезпечують більшу стабільність і дозволяють зменшити розмір системи.

Науковці пояснюють, що в маленькому прискорювачі частинок, еквівалентом водних лиж є наночастинки, які вивільняють електрони в потрібний момент і в потрібний час, тож усі вони перебувають у хвилі. Таким чином фізики отримують більше електронів у хвилі тоді і там, коли і де їм потрібно, щоб вони були.

Цей тип прискорювача частинок, який використовує лазери для створення плазмових хвиль, називається лазерним кільватерним прискорювачем. За слова мучених, їхню поліпшену версію прискорювача можна використовувати під час вивчення напівпровідників, тестування космічного устаткування і розробки методів лікування раку.

Усе це можливо завдяки тому, як ці прискорювачі прискорюють електрони до високих швидкостей, створюючи енергетичні хвилі електромагнітного випромінювання, такі як рентгенівські промені, які можна використовувати для візуалізації процесів молекулярного масштабу.

Також Фокус писав про те, що ключовий інгредієнт для життя виявлено там, де його найменше очікували знайти. Вчені виявили фосфор у Чумацькому Шляху там, де немає зірок, які його створюють.

Ще Фокус писав про те, що вчені нарешті з'ясували, яким чином у величезного навколоземного астероїда з'являється майже кометний хвіст при зближенні з Сонцем.