Сверхмощный петаватный лазер

16.03.2025

Команда исследователей под руководством физика Клаудио Эммы из Национальной лаборатории ускорителей SLAC разработала уникальный петаваттный лазер. Этот прибор способен создавать импульсы мощностью в один квадриллион ватт, что эквивалентно совокупной мощности миллиона атомных электростанций. Важной особенностью данной технологии является возможность концентрировать столь высокую энергию в кратчайшие временные интервалы, что открывает новые горизонты в изучении фундаментальных физических явлений.

Физики использовали лазер для ускорения электронов до рекордных значений, добившись наибольшего тока и пиковой мощности в истории подобных экспериментов. Особая структура системы, включающая магнитное поле и вакуумную камеру, позволила создать условия, при которых электроны двигались почти со скоростью света. Радиоволны направляли частицы в нужном направлении, аналогично тому, как шарик в пинбольном автомате меняет траекторию при столкновении с препятствием.

В ходе эксперимента ученые наблюдали явление, названное "цверканьем" - специфический сигнал, частота которого изменялась по мере ускорения электронов. Этот эффект, напоминающий восходящее "чириканье", стал возможным благодаря взаимодействию пучков сверхвысоких токов. Он представляет собой важный инструмент для дальнейшей оптимизации работы лазеров следующего поколения.

Ключевым элементом системы является специальное устройство под названием "шикана". Оно состоит из магнитов, отклоняющих пучки электронов в зависимости от их энергии: чем ниже энергия частицы, тем сильнее ее отклонение. В результате электроны с различными энергиями проходят через систему по разным траекториям, что позволяет достичь высокой степени сжатия пучка и повышения эффективности его воздействия.

Для дальнейшего сокращения длины электронного пучка исследователи использовали волнообразный магнит. Он состоит из ряда дипольных магнитов, создающих колебания частиц в противоположных направлениях. Эта технология позволила добиться рекордного сжатия лазерного импульса, что существенно увеличило его разрушительную силу. Полученный лазерный луч обладает потенциалом для разрушения материи на субатомном уровне, открывая новые перспективы для фундаментальных исследований.

Петаваттный лазер представляет собой мощный инструмент для изучения фундаментальных взаимодействий в физике высоких энергий. Он позволяет моделировать процессы, происходящие в экстремальных условиях, а также исследовать феномены, такие как образование пар частица-античастица из вакуума. Подобные технологии приближают человечество к пониманию фундаментальных законов природы, раскрывая перед наукой ранее недоступные горизонты.

<< Назад: Внешний 100-ваттный аккумулятор Baseus Geekcharge GR11 17.03.2025

>> Вперед: Телевизоры TCL Q10L QD-Mini 16.03.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Сверхпрочная стена из аэрогеля 07.05.2019 Китайские ученые создали прочный материал из графенового аэрогеля и спрессовали его в кирпичи для строительства небольшой стены. В итоге они получили стену, которая может выдержать температуру до 750 градусов по цельсию и давление в 47 МПа. По словам ученых, графен выдерживает деформацию более 97% и не имеет верхнего предела по количеству кирпичей, из которых можно построить стену. Химики считают, что из этого метаматериала можно строить прочнейшие защитные сооружения. Графен является одним из самых прочных материалов, созданных человеком. Он представляет собой слой решетки шестиугольников из атомов углерода. Открытие ученых из Массачусетского технологического института (MIT) в области исследования графена стало главным научным прорывом 2018 года по версии журнала Physics World. Согласно исследованию ученых из MIT под руководством Пабло Джарийо-Эрреро, двумерный материал графен может вести себя и как изолятор, и как сверхпроводник - в зависимости от того, под каким углом расположены его слои относительно друг друга. В 2018 году специалисты Технического университета Чалмерса (Швеция) воспользовались еще одним свойством графена - возможностью преобразовывать тепло в электричество - для создания нового вида радиационного детектора. Кроме того, как установили ученые США, два слоя графена на подложке из карбида кремния под воздействием внезапного удара могут временно приобрести алмазную прочность.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026