Wetenskap

Hierdie klein deeltjieversneller herwin energie met Terahertz-golwe

Hierdie klein deeltjieversneller herwin energie met Terahertz-golwe

'N Span wetenskaplikes het 'n miniatuur-deeltjiesversneller gebou wat laser-energie herwin wat aanvanklik in die stelsel gevoer is om die energie van elektrone vir 'n tweede keer te verhoog, volgens 'n nuwe studie wat in die tydskrif gepubliseer is.Fisiese oorsig X.

VERWANTE: FERMILAB IS NOG LEWEND NA CERN

Deeltjieversneller herwin energie

Met behulp van smalband-terahertz-straling wat tussen infrarooi en radiofrekwensies in die elektromagnetiese spektrum lê, is die toestel self 'n enkele voorwerp van 1,5 sentimeter en 'n deursnee van 0,79 millimeter. Dongfang Zhang en sy kollegas van die Centre for Free-Electron Laser Science (CFEL) by DESY het hul eksperimentele versneller in die joernaal onthulFisiese oorsig X.

Die klein gestalte van die nuwe toestel is moontlik as gevolg van die kort golflengte van terahertz-straling. "Versnellers wat op Terahertz gebaseer is, het voorgekom as belowende kandidate vir die volgende generasie kompakte elektronbronne," sê Franz Kärtner, hoof van die CFEL-groep wat die toestel gebou het, en hoofwetenskaplike by DESY. Wetenskaplikes het al voorheen suksesvolle eksperimente met terahertz-versnellers voltooi, wat toepassings toegelaat het waar groot deeltjiesversnellers nie haalbaar of nodig is nie. "Die tegniek is egter nog in 'n vroeë stadium, en die uitvoering of eksperimentele terahertz-versnellers is beperk deur die relatiewe kort gedeelte van interaksie tussen die terahertz-pols en die elektrone," het Kärtner volgens phys.org gesê.

Terahertz-golwe bespaar laser-energie

Om die nuwe toestel te gebruik, het die span 'n langer pols gebruik wat bestaan ​​uit baie siklusse terahertz-golwe. Hulle kon die interaksie-afdeling met die deeltjies met behulp van hierdie multisikspuls tot groot sukses uitbrei. "Ons voer die terahertz-pols met meerdere fietse in 'n golfgeleier wat met 'n diëlektriese materiaal uitgevoer is," het Zhang volgens phys.org gesê.

Die nuwe toestel het nie 'n groot versnelling in die laboratorium opgelewer nie. Maar die span kan hul konsep bewys deur aan te toon hoe elektrone energie in 'n golfgids kry. "Dit is 'n bewys van die konsep. Die elektrone se energie het van 55 tot ongeveer 56,5 kilo elektronvolt toegeneem," het Zhang aan phys.org gesê. "'N Sterker versnelling kan verkry word deur 'n sterker laser te gebruik om die terahertz-pulse op te wek."

Hierdie opstelling was hoofsaaklik bedoel vir nie-relativistiese fisika, wat beteken dat elektrone snelhede wat nie heeltemal so vinnig soos die lig self is nie, het. Opmerklik is dat nie-relativistiese fisika die terahertz-pols herwin vir 'n tweede versnellingstadium. "Sodra die terahertz-pols die golfgeleier verlaat en in die lugvakuum gaan, word die spoed weer teruggestel na die ligspoed," het Zhang aan phys.org verduidelik. "Dit beteken dat die pols binne 'n paar sentimeter die stadiger elektronbundel verbysteek. Ons het 'n tweede golfgeleier op die regte afstand geplaas waarop die elektrone dit binnedring, tesame met die terahertz-pols wat weer vertraag word deur die golfgeleier. Op hierdie manier, ons genereer 'n tweede interaksie-afdeling wat die elektrone se energie verder verhoog. '

Binne die laboratoriumeksperiment kon slegs 'n fraksie van die terahertz-pols op hierdie manier herwin word. Maar die eksperiment het getoon dat die herwinning van energie in patikelversnellers in beginsel haalbaar is, en Zhang meen die herwinde fraksie kan aansienlik verhoog word. Nicholas Mattlis, senior wetenskaplike en die spanleier van die projek van die CFEL-groep, het benadruk: "Ons kaskadeskema sal die vraag na die vereiste laserstelsel vir elektronversnelling in die nie-relativistiese regime aansienlik verlaag, wat nuwe moontlikhede vir die ontwerp van terahertz-versnellers. "


Kyk die video: আমর চহর শবনর-পপ-মসমর মশন ককটল! আনটর কনড দখন - Funny Video - Boishakhi TV Comedy (Mei 2021).