Нов ускорител се нуждае само от 20 метра, за да ускори частиците до 10 милиарда eV

Ускорителите на заредени частици са важни не само за фундаменталната наука, но имат и голямо практическо значение в производството на полупроводници, медицината, материалознанието и енергетиката. В същото време изграждането и експлоатацията им са изключително скъпи – ускорителите достигат високи енергии на частиците на разстояние от 3 до 26,6 км. Международен екип от изследователи е разработил нов тип конструкция на ускорител, който се нуждае само от около 20 метра, за да ускори частици до 10 милиарда eV.

Авторите на изобретението – учени от Тексаския университет в Остин, няколко американски национални лаборатории, европейски университети и TAU Systems, са го нарекли Advanced Kilwater Accelerator и твърдят, че може да достигне енергии от 10 GeV, като ускорява частици на разстояние 20 метра. Методът за ускоряване по килватер е предложен в края на 70-те години на миналия век: мощен лазерен лъч удря облак от хелий, нагрява го до плазма и създава вълни, които изхвърлят електроните от газа като високоенергиен сноп електрони. През годините са разработени много по-мощни версии, пише EurekAlert.

Заслугата на екипа от учени, ръководен от Бьорн Хагелих, е в наночастиците: допълнителен лазер изстрелва метална пластинка в газовата клетка. Тя освобождава поток от метални наночастици, които увеличават енергията на електроните.

Лазерът може да бъде сравнен с лодка, която се втурва през вълните и оставя след себе си килватерна струя, а електроните се плъзгат по тази плазмена вълна като сърфисти – обяснява Хегелих. Но е трудно да се яхне голяма вълна без външна помощ. Наночастиците освобождават електрони в точното време и на точното място и в това се състои оригиналността на подхода на учените.

Изобретателите възнамеряват да използват своя усъвършенстван ускорител на заредени частици, за да тестват надеждността на електрониката, предназначена за космоса, да правят триизмерни снимки на вътрешните структури на полупроводниковите микрочипове и да разработват нови терапии за лечение на рака.