Лазерный ускоритель длиной в несколько миллиметров 12.10.2013

Группа исследователей из нескольких научных центров США разработала и создала в лаборатории прототип лазерного ускорителя с рекордной эффективностью. Устройство размером всего в несколько миллиметров продемонстрировало способность сообщать частицам энергию до 250 мегаэлектронвольт на метр, что в принципе недостижимо на традиционных ускорителях.

Для ускорения электронов физики использовали электромагнитное поле лазерного луча, перпендикулярного вектору ускорения. В обычных условиях попавшая в электромагнитные волны частица будет сначала разгоняться в одну сторону, а потом затормозится и начнет движение в обратном направлении. Чтобы этого избежать, физики создали прозрачный канал переменного сечения - из-за взаимодействия электромагнитного поля с веществом амплитуда волн в нем менялась в зависимости от ширины канала и в узких участках поле оказывалось сильнее, чем в широких.

Подобрав длину широких и узких участков, а также начальную скорость электронов, ученые добились того, что электрон пролетал через узкие участки канала ровно тогда, когда световые волны там разгоняли частицы в нужном направлении. К тому моменту, когда волна доходила до противоположной фазы и начинала тормозить частицы, электрон успевал добраться до широкого фрагмента с меньшей амплитудой поля и поэтому тормозился меньше, чем ускорялся.

ВВобычных ускорителях для разгона заряженных частиц обычно используются электромагнитные волны микроволнового диапазона и они принципиально не могут обеспечить набор энергии больше нескольких десятков мегаэлектронвольт на метр. Лазерная технология обеспечивает на порядок большую эффективность, что, по мнению физиков из Стэнфордских национальных ускорительных лабораторий может привести к революции не только в науке, но и технике. Один из разработчиков, Джоэль Инглэнд, уподобляет переход от обычных ускорителей к лазерным переходу от радиоламп к транзисторам. По его словам, такое сравнение правомерно в частности потому, что для изготовления ускоряющих каналов в прозрачном чипе исследователи использовали те же технологии, которые применяются при производстве микросхем.

Компактные ускорители с энергией электронов в десятки или сотни мегаэлектронвольт могут использоваться для генерации рентгеновского излучения с большой энергией и в виде высокосфокусированного когерентного пучка. Такое излучение сейчас активно используется в материаловедении, биологии (для определения кристаллической структуры белков, а также для просвечивания окаменевших ископаемых), однако рентгеновские лазеры для этих задач нередко занимают целые подземные комплексы с длиной туннелей в несколько километров и стоимостью в сотни миллионов долларов. Пучки с меньшей мощностью и меньшей энергией частиц применяются в медицине для облучения злокачественных новообразований.

<< Назад: Твердотельные накопители Mach Xtreme Express 12.10.2013

>> Вперед: 3.0 USB-накопитель Mushkin Ventura Ultra 11.10.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Рекорд перелета птицы 19.10.2020

Ученые международного объединения Global Flyway Network, которое отслеживает долговременные перелеты птиц, заявили, что птица вида веретенник малый установил новый мировой рекорд самого длинного непрерывного полета, пролетев свыше 12 000 километров за 11 дней. По словам ученого, веретенник малый вылетел из Аляски 16 сентября и прибыл в бухту недалеко от новозеландского города Окленд 27 сентября. Птицу поймали в конце 2019 года; на его лапку тогда повесили 5-граммовый приемник, который передав ...>>

Саморазлагающийся пластик из промышленных отходов 19.10.2020

Ученые из Института производственных систем и технологий проектирования Общества Фраунгофера (IPK, Германия) в сотрудничестве с партнерами из Департамента технологии биопроцессов Берлинского технического университета, а также исследователями из США, Малайзии и Колумбии разработали процесс получения пластика из промышленных отходов, который не требует переработки. Пластик нового типа, изготовленный из переработанных отходов, быстро разлагается менее, чем за год. Вещество, которое скоро будет и ...>>

Найден ключ к рабочей памяти мозга 18.10.2020

Рабочая память - способность удерживать мысли в уме, даже отвлекаясь, - это основа абстрактных рассуждений и определяющая характеристика человеческого мозга. Она серьезно нарушается при таких расстройствах, как шизофрения и болезнь Альцгеймера, но иногда может подвести и здорового человека. Американские исследователи из Йельского университета обнаружили ключевую молекулу, которая помогает нейронам сохранять информацию в рабочей памяти, что потенциально может привести к лечению нейрокогнитивны ...>>

Мкроконтроллеры AVR-DВ с тремя операционными усилителями 18.10.2020

Новая серия микроконтроллеров общего назначения от Microchip. Семейство относится к линейке высокопроизводительных устройств и построено на базе ядра AVR, которое теперь может работать на частоте 24 МГц во всем диапазоне питающего напряжения. Серия состоит из 11 устройств с вариантами выбора объема памяти от 32 до 128 кбайт, в корпусах от 28 до 64 выводов. Серия создана чтобы привнести обработку аналогового сигнала, управление в режиме реального времени и поддержку нескольких напряжений на од ...>>

Мягкий робот для океана 17.10.2020

Подводная среда является одной из наименее изученной человечеством. И специально для того, чтобы помочь исследователям подробней ее изучить, при этом не нанося вреда кораллам, а также морской жизни в целом, инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего решили и успешно создали робота-кальмара, который должен идеально подойти для этих целей. Особенностью данного робота является то, что он "мягкий". И в целом, это является его основным преимуществом, ведь он, в отличие от жестких роботов, п ...>>

Случайная новость из Архива

NCP4589 - LDO-регулятор с автоматическим энергосбережением 26.05.2011

NCP4589 - новый КМОП LDO-регулятор на 300 мА от ON Semiconductor. NCP4589 переключается в режим низкого потребления при малой токовой нагрузке и автоматически переключается обратно в "быстрый" режим, как только нагрузка на выходе превышает 3 мА.

NCP4589 может быть переведен в режим постоянной быстрой работы посредством принудительного выбора режима (управлением по специальному входу).

Основные характеристики NCP4589: Рабочий диапазон входных напряжений: 1,4...5,25 В, Выходной диапазон напряжений: 0,8...4,0 В (с шагом 0,1 В), Входной ток в трех режимах: Режим низкого потребления - 1,0 мкА при VOUT < 1,85 В, Быстрый режим - 55 мкА, Режим энергосбережения - 0,1 мкА, Минимальное падение напряжения: 230 мВ при IOUT = 300 мА, VOUT = 2,8 В, Высокий коэффициент подавления пульсаций по напряжению: 70 дБ при 1 кГц (в быстром режиме).

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

Бесплатная техническая документация для любителей и профессионалов