Вчені-фізики створили потужний "настільний" прискорювач частинок
Коли мова заходить про прискорювачах частинок, відразу виникають думки про величезних, можна сказати, монументальних, і неймовірно складних наукових установках, досить згадати тільки Великий Адронний Коллайдер (БАК), довжина кільця якого дорівнює 27 кілометрів. Але, завдяки розвитку сучасних технологій, появи нових методів проведення наукових досліджень прискорювачі частинок будуть ставати з часом компактніші і потужніше. Яскравим прикладом цього є робота вчених-фізиків з Техаського університету в Остіні (University of Texas at Austin), які створили настільний варіант прискорювача частинок, потужність якого, енергія, до якої він може розігнати частинки, еквівалентна потужності традиційного лінійного прискорювача, завдовжки в сотні метрів.
Досягнення техаських вчених являє собою величезний крок, який дозволить користуватися лазерно-плазменыыми прискорювачами часток, потужністю від кількох до кількох десятків гігаелектронвольт, в лабораторіях по всьому Земній кулі. Слід нагадати, що гігаелектронвольт (Гев) - це кількість енергії, яке втратить або одержить електрон, долаючи різниця електричних потенціалів в 1 мільярд Вольт.
Для того, щоб отримати високоенергетичні електрони, вчені використовували метод лазерно-плазмового прискорення, який полягає у "стрільби" коротким, але надзвичайно потужним імпульсом лазера Texas Petawatt Laser за хмари газоподібного матерії. Такий метод був винайдений в 1970-х роках, але відсутність у колишні часи потужних лазерів дозволяло лише створювати прискорювачі частинок, максимальна потужність яких не перевищувала значення в 1 Гев.
"Нам вдалося прискорити приблизно п'ятсот мільйонів енергії електронів до 2 Гев на відстані всього близько одного дюйма (2.54 сантиметри)" - розповідає Майк Доунер (Mike Downer), професор фізики в університеті, - "До теперішнього часу досягнення такого рівня енергії вимагало б використання лінійного прискорювача, довжина якого перевищує довжину двох футбольних полів. Маса такого прискорювача приблизно в 10 тисяч разів більше маси нашого настільного варіанту прискорювача".
Вчені стверджують, що за наступні кілька років ними будуть розроблені нові малогабаритні прискорювачі частинок, які на відстані в кілька дюймів будуть здатні розігнати електрони до енергії в 10 Гев. А до кінця десятиліття, можливо, їм вдасться створити прискорювач таких же габаритів з енергією до 20 Гев.
Новий малогабаритний прискорювач електронів з енергією до 2 Гев може служити для одержання імпульсів рентгенівського випромінювання, тривалістю близько однієї фемтосекунды, що відповідає тимчасовому масштабом, на якому відбуваються коливання молекул і протікають найшвидші хімічні реакції. Отримавши рентгенівський промінь високої яскравості, що відповідає яскравості, яку можна отримати на великих прискорювачах, багато дослідники зможуть зайнятися вивченням будови молекул і атомів, не виходячи зі стін власних лабораторій і не витрачаючи на це величезних сум грошей, що безсумнівно стане поштовхом до розвитку деяких областей науки і техніки.