Сходу некоторое количество групп экспериментаторов сконструировали двухступенчатый лазерно-плазменный ускоритель. Электрический пучок формируется и ускоряется по энергии возле 1 ГэВ одним-единым лазерным импульсом, при этом протяженность «инжектор плюс ускоритель» никак не превосходит сантиметра.

Масштабы передовых ускорителей простых частиц удивляют. Протяженность туннеля Огромного адронного коллайдера сочиняет 27 клм, а проектируемый в данный момент прямолинейный электрон-позитронный коллайдер последующего поколения станет обладать возле 50 км в длину. Эти грандиозные для научных устройств габариты — никак не каприз физиков; они появляются сообразно той обычный фактору, будто инновационные технологии никак не готовы довольно скоро торопить простые частички.

Вообщем, ускоряют частички мощным электрическим полем, при этом, нежели посильнее поле, тем успешнее убыстрение. В передовых ускорителях употребляется электрическое поле стоячей радиоволны, которую накачивают и удерживают в особых железных сверхпроводящих резонаторах. Однако у данной способа имеется собственный научно-технический граница: ежели радиоволна станет очень сильной, сообразно плоскости резонатора станут капать очень огромные токи, и который был использован таковых токов элементарно никак не вынесет. Потому граница электро полей в резонаторах на сейчас — приблизительно 20 мегавольт на метр (МВ/м), и подняться значительно больше данного смысла навряд ли получится. Наверное значит, будто добиться энергии 500 ГэВ (намечаемая энергия электронов на будущем линейном коллайдере) разрешено только на протяженности 25 клм, из-из-за что прямолинейный коллайдер делается никак не лишь только трудным, однако и совсем драгоценным устройством.

Вероятным решением данной трудности имеет возможность начинать сознательно новенькая разработка ускорения простых частиц. Таковая разработка есть — наверное этак именуемое кильватерное убыстрение электронов в плазме, и оно теснее в том числе и было продано опытно. В данной схеме сверхсильное электрическое поле формируется никак не в железной текстуре, а в малюсеньком передвигающемся вперед пузырьке плазмы, кой порождается или сверхсильным лазерным импульсом, или малогабаритным сгустком частиц. Электрический сверток входит в данный пузырек и, как будто оседлав волну, из-за краткое время ускоряется по огромных энергий (детали см. в знаменитой заметке Плазменные ускорители).

Опыт продемонстрировал, будто электрическое поле в этом плазменном ускорителе имеет возможность в тыщи раз(!) превосходить то, будто осуществимо в резонаторах. К примеру, в 2006 году было достигнуто убыстрение электронов по энергии 1 ГэВ на участке протяженностью чуть наиболее 3 см, будто дает ответ ускоряющему полю напряженностью 30 ГВ/м. Данные заслуги раскрывают головокружительные виды — так как с поддержкою технологии кильватерного ускорения тот ведь электрон-позитронный коллайдер на 500 ГэВ разрешено, казалось бы, вместить в сотку метров. Но никак не всё этак элементарно: имеется цельный разряд проблем, которые будет нужно справиться, до этого нежели сходственные планы встанут реальностью.

Во-первых, таковая способ проверена лишь на участках протяженностью в см (вообщем, в данный момент возникают предписания, как эту нелегкость справиться). Потому для заслуги сообразно-истинному больших энергий будет нужно торопить частички, изгоняя их чрез очень много поочередных «ступенек ускорителя». Но это комбинирование ускоряющих ячеек покуда будто никак не было продано. Во-других, ускоритель никак не обязан очень шибко намазывать сверток убыстренных частиц ни в месте, ни сообразно углам расхождения, ни сообразно энергии.

В июле в журнальчике Physical Review Letters возникли сходу 2 заметки, в каких рассказывается о преодолении данных проблем. Наиболее непосредственно, 2 категории изыскателей самостоятельно приятель от приятеля сконструировали двухступенчатый вполне зрительный лазерно-плазменный ускоритель электронов. Методика опыта показана на рис. 1. Для образца тут изображена аппарат китайской категории физиков; методика опыта в заметке южноамериканской категории была совсем схожей.

Сердечком установки считаются 2 соосно объединенных цилиндрических камеры миллиметровых объемов. 1-ая комната переполнена смесью гелия и воздуха; 2-ая — незапятнанным гелием. Мощнейший сверхкороткий фокусированный лазерный импульс проходит преемственно чрез две камеры, ионизируя газ и творя плазменный пузырек поначалу в 1, а потом во 2-ой камере. Трудящимся газом для сотворения плазмы и ускорения электронов считается гелий, а воздух в 1 камере необходим как родник электронов. Аппарат никак не напрасно именуется «вполне оптическим ускорителем»: практически никаких наружных электронов в нее никак не поступает. Электроны порождаются в 1 камере из-за счет ионизации атомов воздуха перед деянием лазерной вспышки, вслед за тем ведь они до разгоняются, потом впрыскиваются во вторую камеру, разгоняются вслед за тем еще более (из-за счет той ведь лично лазерной вспышки) и позже уходят наружу.

Таковым образом, на протяженности не в такой мере сантиметра физики ухитрились сотворить цельный ускорительный ансамбль: инжектор с подготовительным ускорителем, линия передачи, а потом главной ускоритель. Подчеркнем, будто данные 2 секции ускорителя действуют никак не самостоятельно, а в единичном тандеме: Вотан-единый сверхкороткий лазерный импульс, шкандыбающий через две камеры, исполняет из-за Вотан проход всю работу: порождает нужные пузырьки плазмы, генерит малогабаритный электрический сверток, а потом разгоняет его в 2-ух камерах.

Эксперименты проявили, будто энергия электрического сгустка на выходе находится в зависимости как от длины ускоряющей секции, этак и от силы вспышки. Подневольность от силы лазера оказалась никак не совершенно обычный: большая энергия электронов на выходе (0,8 ГэВ) достигалась совсем никак не при наибольшей силы вспышки. Наверное соединено с тем, будто сгустку электронов нужно никак не элементарно угодить в плазменный пузырек, однако и разместиться как разрешено теснее к его задней стенке — вслед за тем электрическое поле посильнее только.

Вот оно, наконец-то, сбылось – уфологии, повизгивая от радости, потирают руки в предвкушении встречи с инопланетянами. На дне Балтийского моря обнаружен странный объект неизвестного происхождения, обладающий «магическими» свойствами – при приближении к нему на расстояние ближе, чем 200 метров перестает функционировать вся радиоаппаратура.

Испытания летательных аппаратов широкого спектра применения, в лаборатории GRASP Lab, University of Pennsylvania.