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.
