Новый рекорд по разгону протонов с помощью лазера

Интернациональной группе физиков удалось довести энергию протонов до 67,5 МэВ посредством замечательного лазера Trident, установленного в Лос-Аламосской национальной лаборатории (США). Собственные результаты ученые доложили на съезде Американского физического общества в Атланте, а краткое изложение доклада приводит physicsworld.com.

В рамках нового изучения ученые смогли взять протоны с энергией около 68 мегаэлектронвольт при помощи довольно маленького лазера. Прошлый рекорд составлял 58 мегаэлектронвольт. Для сравнения, для радиотерапии употребляются протонные пучки с энергией 60–300 мегаэлектронвольт.

Пучки протонов наносят меньший вред здоровью, чем другие виды излучения, применяемые в радиотерапии. Эти частицы теряют главную часть собственной начальной энергии на последних миллиметрах пробега, причем протяженность их пробега в ткани в заданном промежутке энергий изменяется незначительно, что разрешает совершенно верно «нацеливать» пучок на опухолевые клетки. Главной проблемой остается получение протонов: ускорители занимают огромные площади, а цена их постройки измеряется десятками миллионов долларов.

Новый рекорд по разгону протонов с помощью лазера Бронзовая мишень и ее рентгеновское изображение, которое демонстрирует проникновение лазерного излучения (иллюстрация авторов работы)

Согласно точке зрения ряда экспертов, в этом случае для получения высокоэнергетичных частиц оптимальнее подходит методика лазерного ускорения. При применении данной технологии узкая мишень облучается маленькими и интенсивными лазерными импульсами. Под действием излучения происходит разделение зарядов (электроны атомов мишени ускоряются в направлении распространения импульса и перемещаются к границе мишени); появляющееся в следствии внутреннее электрическое поле активизирует протоны.

Более подробное описание методики приведено в статье И. Н. Косарева, размещённой в «Издании технической физики».

В опытах на лазере Trident ученые применяли бронзовую мишень в форме конуса, на вершине которого размешался плоский диск диаметром около 100 мкм. На поверхности мишени размещались атомы водорода — источники протонов. Рекордная энергия частиц — 67,5 МэВ — была достигнута при длительности лазерного импульса в 600 фемтосекунд и его энергии в 80 Дж, тогда как прошлый рекорд был взят при помощи лазеров с энергией около 600 джоулей.

Совсем сравнительно не так давно похожий итог был взят второй группой физиков. Они смогли выстроить источник рентгеновских импульсов низкой энергии с длиной волны 18 нанометров. Наряду с этим аппарат, в базе которого лазер, уместился всего на двух столах.

Koenigsegg победил Bugatti Chiron 0 — 400 — 0 Новый рекорд!

Статьи, которые будут Вам интересны: