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
| Рассуждения | 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

У меня есть значок всегда котов! А вы котовы?

Давно видел этот значок, с забавной надписью «Всегда котов!» и котиком. Но только сейчас дошли руки купить. В итоге забавная безделица которая у меня поселилась на рюкзаке, радует меня и тех кто...

Почему ломаются смартфоны: 6 слабых мест, о которых забывают

Смартфон — вещь повседневная, но не вечная. Со временем любая деталь может выйти из строя. В этой статье разберем, какие поломки случаются чаще всего и как их избежать. Автор:...

Как защититься от клещей во время прогулки на природе

Клещи — маленькие, но очень опасные паразиты, которые активны с ранней весны до поздней осени. Их укусы могут привести к серьёзным заболеваниям. Возможные инфекции могут вызывать тяжёлые...

Безопасное извлечение флешки: миф или необходимость

USB-флешки уже давно стали частью повседневной жизни. С их помощью переносят документы, фильмы, музыку и даже целые операционные системы. Но каждый раз, когда приходит время вытащить флешку из...

Как выбирать фильтр воды с обратным осмосом

Расскажу о нюансах и подвохах, выяснившихся в процессе выбора домашней системы обратного осмоса для установки под мойку. Главное в обратном осмосе — мембрана. Её размер и...

Птицеед-голиаф: крупнейший паук планеты, который не так уж и опасен

Птицеед-голиаф действительно выглядит устрашающе: длина тела может доходить до 13 см, а размах лап — до 30 см. Но за этими показателями кроется паук, который, скорее, убежит от вас, чем...