Harika, ışık bile geri dönüştürülebilir! Bir kez kullanılan ışık, geri dönüşümden sonra tekrar kullanılabilir!
Alman Ulusal Araştırma Merkezi Electron Synchrotron'dan (DESY) bir bilim insanı ekibi, hızlanan elektronların enerjisini ikinci kez artırmak için sisteme lazer enerjisi girişinin bir kısmını geri kazanabilen minyatür bir çift parçacık hızlandırıcı inşa etti. Cihaz, elektromanyetik spektrumda kızılötesi ve radyo frekansları arasında bulunan dar bantlı terahertz radyasyonu kullanır.Tek bir hızlandırıcı tüp sadece 1,5 cm uzunluğunda ve 0,79 mm çapındadır.Araştırma sonuçları Physical Review X dergisinde yayınlandı.
National Electron Synchrotron'un baş bilimcisi ve cihazı yapan CFEL ekibinin başkanı Franz Kärtner şunları söyledi: Terahertz radyasyonunun kısa dalga boyu nedeniyle minyatür boyut mümkündür ve terahertz tabanlı hızlandırıcılar, yüksek potansiyele sahip yeni nesil küçük elektron kaynakları haline geldi. Aday. Bilim adamları daha önce büyük parçacık hızlandırıcıların uygulanamaz veya gereksiz uygulamalarını mümkün kılan terahertz hızlandırıcılarla deneyler yaptılar, ancak bu teknoloji hala erken aşamalarında.
(Yukarıda gösterilmiştir) Uzun darbeler kullanan kademeli terahertz hızlandırıcılar kavramı, mikro hızlandırıcıların hızlanmanın ikinci aşaması için sistem lazer enerjisini geri dönüştürebilen terahertz radyasyonu kullandığını kanıtlamaktadır. Resim: DESY, Bilim İletişim Laboratuvarı
Deneysel terahertz hızlandırıcılarının performansı, terahertz darbesi ve elektronlar arasındaki nispeten kısa etkileşim nedeniyle kısmen sınırlandırılmıştır. Bununla birlikte, bu teknoloji hala erken aşamalarında ve deneysel terahertz hızlandırıcılarının performansı, terahertz darbeleri ve elektronlar arasındaki nispeten kısa etkileşim nedeniyle kısmen sınırlıdır. Yeni cihaz için araştırma ekibi, birçok terahertz dalgası döngüsü dahil daha uzun darbeler kullandı. Bu çok dönemli darbe, parçacıklarla etkileşim bölümünü önemli ölçüde uzatır. Dielektrik malzemelerle kaplı bir dalga kılavuzuna çok dönemli terahertz darbeleri gönderin.
Dalga kılavuzunda, darbenin hızı düşürülür ve darbe ile ilerlemek için zaman içinde dalga kılavuzunun merkezine bir elektron demeti enjekte edilir. Bu şema, terahertz darbesi ile elektron ışını arasındaki etkileşim alanını, ilk deneylerde sadece birkaç milimetre olan santimetre aralığına yükseltir. Cihaz laboratuvarda çok fazla ivme oluşturmadı, ancak araştırma ekibi elektronların dalga kılavuzunda enerji kazandığını ispatlayarak konsepti kanıtlayabiliyor.Bu bir kavram kanıtıdır.Elektronların enerjisi 55 kV'dan yaklaşık 56.5 kV'a yükselmiştir. Volt.
Terahertz darbeleri üretmek için daha güçlü bir lazer kullanmak, daha güçlü ivme elde edebilir.Bu cihaz esas olarak göreceli olmayan bölgeler için tasarlanmıştır, bu da elektronların hızının ışık hızına çok yakın olmadığı anlamına gelir. İlginç bir şekilde, bu mekanizma terahertz darbelerinin hızlanmanın ikinci aşaması için çevrilmesine izin veriyor. Terahertz darbesi dalga kılavuzundan çıkıp vakuma girdiğinde, hızı ışık hızına sıfırlanır. Bu, darbenin birkaç santimetrelik bir aralıkta daha yavaş elektron demetini aştığı anlamına gelir. İkinci dalga kılavuzunu elektronların girdiği doğru mesafeye yerleştirin ve terahertz darbesi dalga kılavuzu tarafından tekrar yavaşlatılır.
Bu şekilde, elektronun enerjisini daha da artıran ikinci bir etkileşim parçası üretilir. Laboratuvar deneylerinde, bu yolla sadece küçük bir terahertz darbesi parçası geri kazanılabilir. Ancak deneyler, geri dönüşümün teorik olarak mümkün olduğunu gösterdi ve araştırmacılar, geri dönüşüm oranının büyük ölçüde artırılabileceğine inanıyor. Kıdemli bilim insanı Nicholas Matliss, CFEL ekibinin projesinin lideri. Yeni imkanlar.
Brocade | Araştırma / Gönderen: Alman Ulusal Araştırma Merkezi Elektron Senkrotronu
Referans dergi "Physical Review X"
DOI: 10.1103 / PhysRevX.10.011067
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
Takip edin Bokeyuan Daha fazlasını görün Damei Universe Science
