Ученые Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН)
впервые смогли ускорить электроны с помощью волны, создаваемой сгустком
протонов в плазме по модели, рассчитанной в новосибирском Институте ядерной
физики имени Г.И. Будкера, это позволит уменьшить затраты на строительство
установок, сообщает пресс-служба ИЯФ.
«Электроны с начальной энергией 19 МэВ пролетели в плазме 10
метров и увеличили энергию более чем в 100 раз — до 2 ГэВ. Новый способ
позволит уменьшить размеры, а значит и затраты на строительство будущих установок»,
— говорится в сообщении.
В разработке принимали участие специалисты из 10 стран мира,
в том числе и ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера, которые создали
теоретическую модель и показали возможность успешного применения метода
протонного ускорения.
Традиционный способ ускорения частиц до высоких энергий
предполагает использование высокочастотных (ВЧ) резонаторов, проходя через
которые, пучки ускоряются под действием электромагнитного поля. В 2013 году в
ЦЕРН началась работа над проектом AWAKE. Его основная задача – экспериментально
подтвердить возможность использования альтернативного метода, при котором
частицы летят сквозь плазму и ускоряются под действием волн, возникающих в ней.
Теоретический координатор проекта AWAKE, главный научный
сотрудник ИЯФ СО РАН Константин Лотов пояснил, что идея кильватерного ускорения
в плазме возникла еще в 70-х годах, а название появилось из-за аналогии со
следом на поверхности воды, который остается за кормой идущего судна.
«Пучок-драйвер, проходя через плазму, создает в ней волну и
таким образом разгоняет электроны, летящие следом. Раньше в качестве драйвера
использовались пучки электронов или мощные лазерные импульсы. Мы же нашли
способ использовать протонный пучок, в котором в тысячи раз больше энергии, чем
в самых лучших электронных и лазерных драйверах. За протонным драйвером
электроны летят в одной длинной плазменной секции – и это довольно простая
конструкция», — рассказал ученый.
По словам Лотова, новая технология позволит при существующих
размерах ускорителей примерно в 100 раз увеличить энергию электронных и
позитронных пучков, доступных в эксперименте.
