Науковці створили революційний лазер, потужність якого у 10 мільярдів разів вища за аналоги

Дослідники з Центру лазерних прискорювачів у Берклі (BELLA) досягли прориву у лазерно-плазмовій технології, прискоривши електронний пучок до 10 мільярдів електронвольт (10 ГеВ) на відстані лише 30 см. Цей успіх відкриває нові перспективи для створення компактних прискорювачів частинок, що можуть бути використані у фізиці високих енергій та у високих технологіях.

У новому експерименті команда застосувала систему з двома лазерами та надзвуковою газовою плазмою. Один лазер формує канал у плазмі, тоді як другий прискорює електрони. Такий підхід дозволив створити стабільний пучок високої якості без «темного струму» — небажаних електронів, що можуть споживати енергію лазера.

Ця технологія використовує інноваційний газовий інжектор, що генерує надзвуковий потік газу. Завдяки цьому вчені змогли точно контролювати плазму та спостерігати її поведінку на різних етапах процесу, що раніше залишалося недосяжним. Результати також підтвердили точність теоретичних моделей, створених на базі симуляцій.

У майбутньому такі прискорювачі можуть бути використані для створення частинок для лікування раку, вивчення матеріалів за допомогою вільних електронів та дослідження фундаментальних процесів у фізиці. Дослідники працюють над масштабуванням технології, щоб досягти енергії до 10 тераелектронвольт, що дозволить проводити ще більш передові експерименти у фізиці частинок.