입자 가속기는 우주의 주제를 연구하는 데 큰 관심을 갖고 있지만 우리가 생각하는 입자 가속기는 거대한 도구인 경향이 있습니다. 어떤 경우에는 도시를 둘러싸고 있습니다. 과학자들은 이제 고급 레이저를 작동하기 위해 훨씬 더 작은 버전을 만들었습니다. 이 설정은 더 큰 레이저만큼 유용할 수 있습니다.
문제의 입자 가속기는 웨이크필드 플라즈마 가속기, 전자의 짧고 강렬한 폭발을 생성하고 사용하는 레이저는 자유 전자 레이저 (FEL)은 빛을 사용하여 원자, 분자 및 응축 물질을 매우 높은 정확도로 분석합니다.
이 시나리오는 이전에 시도되었지만 결과 레이저 광은 더 작은 규모에서 유용할 만큼 충분히 강렬하지 않았습니다. 여기에서 연구원들은 최종 전자빔이 레이저에 의해 증폭되어 프로세스의 마지막 단계에서 강도를 100배 증가시키면서 몇 개의 실물 크기 챔버에서 설정을 닫을 수 있었습니다.
“초고용량 가속도를 가진 레이저전자가속기로 새로운 기술경로의 타당성을 입증하고 시설규모를 킬로미터 수준에서 12미터로 축소했습니다.” 물리학자 Ling Yuxin은 다음과 같이 말합니다., 중국과학원(CAS)에서.
기술을 축소하면서도 실용적으로 유지해야 하는 팀에게는 다양한 과제가 있었습니다. 예를 들어, 그들은 전자 에너지의 변화를 0.5%로 줄여야 했으며, 이를 위해서는 전자의 가속도를 제어하고 원활한 이동을 보장하는 일련의 개선이 필요했습니다.
전자는 진공관을 통해 방출되고 자기장을 사용하여 전자를 교란하고 빛을 생성하는 일련의 3가지 자화된 파형을 통해 방출됩니다. 방출된 빛은 전자를 뒤로 밀어 더 작은 그룹으로 밀어 넣은 다음 레이저 빔을 생성합니다.
안정성을 유지하면서 확장기를 통해 전기장을 늘리는 것이 설정이 이전처럼 컴팩트한 이유 중 하나입니다. 이는 입자 가속기의 많은 이점을 단일 방에서 수행되는 실험에 적용할 수 있음을 의미합니다.
“시간과 공간에 대한 초고해상도 비율과 초첨두 밝기를 포함한 FEL의 기능은 사물의 초고해상도 3D 및 멀티미디어 이미징을 가능하게 합니다.” 물리학자 Wang Wentao는 다음과 같이 말합니다.CAS에서.
새 설정은 표준 입자 가속기 및 FEL 구성보다 작을 뿐만 아니라 더 저렴합니다. 장치가 정식 버전만큼 강력하지 않더라도 모든 종류의 잠재적인 새 응용 프로그램을 열 수 있습니다.
실제로 실제 실험실 실험을 위해 새로운 입자 가속기와 FEL을 준비하는 것은 많은 시간과 많은 연구가 필요하지만 과학자들은 전체 시스템을 축소하는 측면에서 실현 가능한 것을 보여주었습니다.
그리고 소형 가속기와 레이저가 더 큰 버전에서 이미 얻은 결과와 호환되는지에 대해 몇 가지 질문이 남아 있지만, 기타 전문가 그들은 할 수 있었던 것에 대해 새로운 연구를 빠르게 칭찬했습니다. 그 과정에서 새롭고 흥미로운 발견이 많이 있을 수 있습니다.
“잠재 기술의 응용은 생명의 신비와 생명체의 혁명에 대한 인간의 이해를 크게 확장시킬 것”이라고 그는 말했다. 웬타오 라고.
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