علم

يقوم مسرع الجسيمات الصغير هذا بإعادة تدوير الطاقة باستخدام موجات تيراهيرتز

يقوم مسرع الجسيمات الصغير هذا بإعادة تدوير الطاقة باستخدام موجات تيراهيرتز


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

قام فريق من العلماء ببناء مسرع جسيمات مزدوج مصغر يعيد تدوير طاقة الليزر التي يتم تغذيتها في البداية في النظام لتعزيز طاقة الإلكترونات لمرة ثانية ، وفقًا لدراسة جديدة نُشرت في المجلة.مراجعة البدنية X.

ذات صلة: فيرميلاب لا يزال على قيد الحياة بعد سيرن

مسرع الجسيمات يعيد تدوير الطاقة

باستخدام إشعاع تيراهيرتز ضيق النطاق الموجود بين ترددات الأشعة تحت الحمراء والراديو في الطيف الكهرومغناطيسي ، فإن الجهاز نفسه عبارة عن جسم واحد يبلغ طوله 1.5 سم وقطره 0.79 ملم. كشف Dongfang Zhang وزملاؤه من مركز علوم الليزر للإلكترون الحر (CFEL) في DESY عن مسرعهم التجريبي في المجلةمراجعة البدنية X.

القامة الصغيرة للجهاز الجديد ممكنة بسبب الطول الموجي القصير لإشعاع التيراهيرتز. قال فرانز كارتنر ، رئيس مجموعة CFEL التي صنعت الجهاز ، وكبير العلماء في DESY: "ظهرت مسرعات تيراهيرتز كمرشحين واعدين للجيل التالي من مصادر الإلكترون المدمجة". أكمل العلماء تجارب ناجحة مع مسرعات تيراهيرتز من قبل ، والتي سمحت بالتطبيقات التي لا تكون فيها مسرعات الجسيمات الكبيرة مجدية ولا ضرورية. "ومع ذلك ، فإن التقنية لا تزال في مرحلة مبكرة ، وقد تم تقييد الأداء أو مسرعات تيراهيرتز التجريبية من خلال المقطع القصير نسبيًا للتفاعل بين نبضة التيراهيرتز والإلكترونات" ، كما قال كارتنر ، وفقًا لموقع phys.org.

توفر موجات تيراهيرتز طاقة الليزر

لتشغيل الجهاز الجديد ، استخدم الفريق نبضًا أطول يتكون من عدة دورات من موجات التيراهيرتز. لقد تمكنوا من تمديد قسم التفاعل مع الجسيمات باستخدام نبضة الفلك المتعدد هذه لتحقيق نجاح كبير. قال تشانغ ، طبقًا لموقع phys.org: "نقوم بإدخال نبضات تيراهيرتز متعددة الفلك إلى دليل موجي مبطن بمادة عازلة".

لم ينتج الجهاز الجديد تسارعًا كبيرًا في المختبر. لكن قد يثبت الفريق مفهومهم من خلال إظهار كيفية اكتساب الإلكترونات للطاقة في الدليل الموجي. "إنه دليل على المفهوم. زادت طاقة الإلكترونات من 55 إلى حوالي 56.5 كيلو إلكترون فولت" ، قال تشانغ ، لموقع phys.org. "يمكن تحقيق تسارع أقوى باستخدام ليزر أقوى لتوليد نبضات التيراهيرتز."

كان هذا الترتيب مخصصًا بشكل أساسي للفيزياء غير النسبية ، مما يعني أن للإلكترونات سرعات ليست بنفس سرعة الضوء نفسه. وتجدر الإشارة إلى أن الفيزياء غير النسبية تسمح بإعادة تدوير نبضة تيراهيرتز لمرحلة ثانية من التسارع. وأوضح تشانغ لموقع phys.org: "بمجرد خروج نبضة تيراهيرتز من الدليل الموجي ودخولها في الفراغ ، يتم إعادة ضبط سرعتها على سرعة الضوء". "هذا يعني أن النبضة تتفوق على مجموعة الإلكترون الأبطأ في بضعة سنتيمترات. وضعنا دليل موجي ثانٍ على المسافة الصحيحة تمامًا التي تدخلها الإلكترونات مع نبضة التيراهيرتز التي تباطأ مرة أخرى بواسطة الدليل الموجي. بهذه الطريقة ، نولد قسمًا ثانيًا من التفاعل ، مما يزيد من طاقات الإلكترونات. "

ضمن التجربة المعملية ، يمكن إعادة تدوير جزء بسيط فقط من نبضة التيراهيرتز بهذه الطريقة. لكن التجربة أظهرت أن إعادة تدوير الطاقة في مسرعات الحصيرة أمر ممكن من حيث المبدأ ، ويعتقد زانغ أن الجزء المعاد تدويره قد يزداد بشكل كبير. أكد نيكولاس ماتليس ، كبير العلماء وقائد فريق مشروع مجموعة CFEL: "مخططنا المتتالي سيقلل بشكل كبير من الطلب على نظام الليزر المطلوب لتسريع الإلكترون في النظام غير النسبي ، مما يفتح إمكانيات جديدة لتصميم مسرعات تعتمد على تيراهيرتز ".


شاهد الفيديو: بوزونات هيكز: إيضاحات علمية (شهر نوفمبر 2022).