Большой адронный коллайдер "догнал" ускоритель размером с зажигалку: что произошло

Ученым удалось создать электронный пучок с энергией 10 ГэВ в камере размером 10 см. Как известно ускорители частиц играют важную роль в разных физических исследованиях. Но обычно они занимают очень много места.

Новый ускоритель частиц, созданный американскими физиками, действительно крошечный по сравнению, например, с Большим адронным коллайдером. Тем не менее ученым удалось сделать то, что способны делать только большие ускорители частиц, пишет ScienceAlert. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Matter and Radiation at Extremes, в ходе эксперимента физикам удалось с помощью крошечного ускорителя частиц, создать электронный пучок с энергией 10 млрд электрон-вольт (10 ГэВ) в камере размером всего 10 см.

Вся система полностью имеет длину 20 метров. Для сравнения, длина других ускорителей частиц, которые способны создавать электронные пучки с энергией 10 ГэВ, составляет примерно 3 км, то есть они примерно в 150 раз больше. Уменьшить общий размер системы ученые смогли, объединив высокоэнергетические ультракороткие лазерные импульсы с газообразным гелием, покрытым наночастицами алюминия.

Эти частицы увеличивают энергию электронов, которые оторваны от наночастиц лазером, где они катаются на индуцированных лазером плазменных волнах, как серферы. В то время как сила этих волн обычно была бы подавляющей, то есть это похоже на то, как водные лыжи преодолевают волны, оставленные лодками, то наночастицы обеспечивают большую стабильность и позволяют уменьшить размер системы. Ученые объясняют, что в маленьком ускорителе частиц, эквивалентом водных лыж являются наночастицы, которые высвобождают электроны в нужный момент и в нужное время, поэтому все они находятся в волне.