Terahertzové žiarenie by mohlo výrazne zmenšiť urýchľovače častíc
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 14. 10. 2015
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Vedeckí pracovníci z MIT v USA a DESY (Deutches Elektronen-Synchrotron) v Nemecku spoločne vyvinuli technológiu, ktorá využíva vysokofrekvenčné elektromagnetické vlny, a ktorá by mohla podstatne zmenšiť urýchľovače častíc, a to až o koeficient 100 alebo viac.
Lineárne urýchľovače častíc síce nie sú vo všeobecnosti tak silné ako kruhové, no sú jednoduchšie a ich vybudovanie je lacnejšie. Pravidelne pomáhajú vedcom pochopiť, ako prebiehajú určité chemické procesy. Tieto urýchľovače viedli k inováciám, vrátane rádioterapie a kompaktných röntgenových laserov.
Lineárne urýchľovače používajú veľké valcové moduly, ktoré obsahujú špeciálne rezonančné komory. Ak sa rádiové signály privádzajú do týchto modulov, rezonančné komory ich koordinujú tak, že sa z nich prevedie energia na častice, ktoré sú potom zrýchlené.
Bohužiaľ obsahujú nízkofrekvenčné rádiové vlny majú limit v množstve energie, ktorá môže byť poslaná. Lineárne urýchľovače je preto často nutné rozšíriť cez veľké vzdialenosti, aby boli schopné dodať užitočné množstvo energie. Napríklad urýchľovač častíc v Standforde meria na dĺžku 3 kilometre.
No teraz sa tímu vedcov pod vedením profesora Franza Kärtnera podarilo vybudovať modul, ktorý využíva terahertzové vlny než tie rádiové. Toto tisíce násobné zvýšenie frekvencie by mohlo tak viesť k urýchľovačom častíc, ktoré sú proporčne menšie pri zachovaní podobného výkonu ako majú súčasné, kilometre dlhé lineárne urýchľovače.
Základným kameňom celého systému je urýchľovača je zariadenie vysielajúce vysokofrekvenčné vlny, ktoré je len 1,5 centimetra dlhé a má hrúbku iba 1 milimeter. Vedci postavili prototyp, aby mohli overiť, že jediný modul je schopný zvýšiť energetickú hladinu elektrónov o 7 keV. Toto číslo by mohlo nakoniec vystúpiť až na 10 MeV, čo je 10 násobne viac, než v súčasnosti dosiahnu najlepšie moduly.
Pre zvýšenie výkonu modulu plánujú vedci vybudovať kompaktný experimentálny urýchľovač, ktorý by nemal presiahnuť dĺžku jedného metra. Táto technológia by mohla v zásade prispieť aj na miniaturizáciu silných kruhových urýchľovačov.