Баку, 4 марта, АЗЕРТАДЖ

Физики из Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Калифорнии смогли создать электронные пучки с рекордной силой тока и пиковой мощностью.

Как передает АЗЕРТАДЖ со ссылкой на издание научно-технических новостей Phys.org, на протяжении долгого времени мощные лазеры использовались учеными для различных целей, начиная от расщепления атомов и заканчивая моделированием условий внутри планет. В новом исследовании специалисты увеличили мощность электронных пучков, что позволило расширить спектр их применения.

Идея повышения мощности электронных пучков оказалась относительно простой, однако ее реализация представляла значительные трудности. Главная задача заключалась в том, чтобы сконцентрировать максимальное количество заряда в минимально возможное время. Ученые достигли показателя в 100 килоампер всего за одну квадриллионную долю секунды.

Эксперимент проводили путем отправки высокозаряженных электронных пучков через ускорительное устройство. Электроны разгонялись мощными магнитами до почти световых скоростей, двигаясь вдоль радиоволн в вакуумной среде. По аналогии с гонкой, где автомобили следуют по овальному треку, электроны также вынуждены поворачивать. При этом на повороте они теряют скорость из-за отклонения. Ученые нашли способ заставить электроны двигаться по более прямолинейной траектории, увеличивая тем самым их скорость на поворотах.

Для моделирования движения по новому маршруту физики запустили цепочку электронов длиной в миллиметр. При таком подходе передние электроны двигались по менее крутой части радиоволны, теряя энергию на выходе из поворота - это явление известно как чирп. Далее ученые применили магниты, заставляя электроны последовательно отклоняться сначала влево, потом вправо, затем снова влево, пока они не вернулись на исходный путь. Так как магниты сильнее воздействовали на электроны с меньшей энергией, те из них, что проходили более длинный путь, постепенно догоняли остальных, сжимая цепочку. После добавления еще одного магнита произошел обмен энергии на свет, усиливающий эффект чирпа. Каждый новый проход по трассе делал луч все мощнее, но короче. В итоге длина импульса сократилась до 0,3 микрометра.

Ученые предполагают, что разработанный ими метод позволит проводить новые эксперименты в области химии, создавать уникальные виды плазмы и глубже изучать природу вакуума.