Электрондар лазерлік оякфилд үдеткіштерінде (LWFA) лазермен жасалған плазманы пайдаланып жоғары энергияға дейін үдетіледі. Сантиметрге қарсы жүздеген метрді өлшейтін бұл құрылғылар радиожиілік негізіндегі бөлшектердің үдеткіштерінен әлдеқайда аз, бұл оларды қол жетімді және тиімді алмастырғыштар етеді. LWFA-лардың әдеттегі аналогтарымен салыстырылатын энергиясы бар бөлшектерді шығару қабілетін әлі де зерттеушілер дәлелдеу керек. Енді Шанхай Цзяо Тонг университетінің қызметкері Синьчже Чжу және оның әріптестері бірнеше LWFA-ны жеделдету әлеуетін арттыратын жолмен байланыстыру механизмін көрсету арқылы осы мақсатқа бір қадам жақындады.
LWFA-да зарядталған бөлшектер қуатты лазер шығаратын плазмалық толқынды релятивистік жылдамдықтарға дейін қозғайды. Бір LWFA бөлшектердің бірнеше ГеВ энергиясын ғана қамтамасыз ете алады, өйткені лазер энергиясы қашықтыққа қарай азаяды және бөлшектер сәулесі мен плазмалық толқын үйлестіруді тез жоғалтады. Бұл мәселелерді бірнеше өзара байланысты LWFA арқылы бөлшектерді жіберу арқылы шешуге болады. Дегенмен, LWFA біріктірудің қазіргі әдістері сәуленің әр буынға шоғырлануын талап етеді, бұл процестің тиімділігін төмендетеді.
Чжу мен оның әріптестері бөлшектер үшін үздіксіз арнаны сақтау және әрбір LWFA лазерін қисық траектория бойынша ортаға бағыттау арқылы бұл мәселені айналып өте алады. Бұл тәсілді көрсету үшін топ сапфир блогының ішінен ұзындығы 3 см болатын қисық түтік жасады. Алдын ала жеделдетілген электронды сәуле LWFA-ға түзу «магистраль» бойымен түседі, ал лазер плазма тығыздығының өзгеруімен қозғалатын қисық «пандус» бойымен қозғалады. Орналасуы тас жолдың пандусына ұқсайды.
Жу және оның әріптестері олардың жүйесі инъекцияланған электрондарды суб-GeV энергиясына дейін қалай жеделдете алатындығын және LWFA лазерін қалай бағыттай алатындығын көрсетеді. Электрондарды TeV энергияларына жеделдету үшін жаңа LWFA-лар қазір барға қосылып жатыр.
Дереккөз: physics.aps.org/articles/v16/s74
Günceleme: 25/05/2023 17:19