La aceleración de plasma láser es una posible tecnología disruptiva: se puede utilizar para crear un acelerador mucho más compacto y para abrir casos básicos de investigación, industria y salud para abrir. Sin embargo, en el camino a las aplicaciones del mundo real, algunas características del haz de electrones con plasma proporcionado por el acelerador de prototipo actual aún deben refinarse. La prueba Lux de Dessi ahora ha progresado significativamente en esta dirección: utilizando un sistema de corrección inteligente, un equipo de investigación pudo mejorar significativamente la calidad de los electrones acelerados por el acelerador de plasma láser. Lleva la tecnología a un paso más cerca de aplicaciones concretas, como un inyector basado en plasma para el anillo de almacenamiento de sincrotrón. El grupo de investigación presenta sus resultados en la revista NaturalezaEl
Los aceleradores de electrones convencionales usan ondas de radio que se operan en la cavidad del resonador que se les llama SO. Las ondas de radio transfieren energía a la electrónica a medida que aumenta su velocidad a medida que vuelan en el pasado. Para obtener alta resistencia, muchos resonantes deben conectarse a la serie para que las máquinas sean más grandes y caras. La aceleración de láser-plasma promete una opción compacta elegante. Los pulsos láser cortos y agudos producen un plasma de un pequeño gas capilar lleno de hidrógeno. Cuando los pulsos láser pasan a través del plasma, crea una estela similar a un viajero en bote de alta velocidad a pesar del agua. Esta estela puede acelerar los electrones en una gran cantidad de energía en unos pocos milímetros.
Hasta hoy, hay algunos defectos en tecnología innovadora. “Los racimos de electrones producidos aún no son lo suficientemente idénticos”, explicó el principal científico Andreas Myer en la decoración del plasma. “Queremos que cada grupo vea el siguiente de manera específica” “Otro desafío se refiere a la distribución de energía dentro de una serie de electrones. De hecho, algunos electrones vuelan más rápido que otros que son inapropiados para aplicaciones prácticas. En los aceleradores modernos, estos problemas se han resuelto durante mucho tiempo utilizando un sistema de control de máquina inteligente.
Utilizando la revisión bilateral, el equipo de DECI ahora ha tenido éxito en mejorar significativamente las características del grupo de electrones producido por su acelerador láser-plasma. Para lograr esto, los electrones acelerados por el acelerador de plasma Lux se transmiten a través de un pollo que contiene cuatro imanes predeterminados. Las partículas se ven obligadas a tomar un detor, los pulsos se expanden a tiempo y se recogen de acuerdo con su energía. “Después de que las partículas cruzaron el pollo magnético, los electrones rápidos y de alta potencia están en la parte delantera del pulso”, explicó Paul Winkler, el primer autor del estudio. “Las partículas lentas, relativamente baja están atrasadas” “
El grupo de estiramiento y energía se transmite luego se transmite a un módulo de acelerador único similar utilizado en las instalaciones modernas basadas en radiofricosia. En este resonador, el grupo de electrones se reduce o aceleran algo. Winkler explica: “Si llega cuidadosamente a la cuenta de la radiofrecuencia, los electrones de menor potencia detrás del grupo se pueden acelerar y los electrones de alta potencia delantera pueden reducirse”, explicó Winkler. “Comprime la distribución de energía”. El equipo pudo reducir la energía que estaba dispersa por un factor de 18 y pudo disminuir por un factor de 72 en el poder central el
“Este proyecto es un gran ejemplo de cooperación entre la teoría y el examen”, dijo Wim Limans, director del Departamento de Acelerador de Desi. “El concepto teórico se sugirió recientemente y ahora se ha aplicado por primera vez”. La mayoría de los componentes utilizados eran de las existencias de deci existentes. El equipo del proyecto tuvo que invertir grandes esfuerzos para establecer el equipo en la fase de corrección y sincronizar procesos extremadamente rápidos. “Pero una vez que sucedió, las cosas fueron sorprendentemente mejores cuando sucedió”. “Cuando se configuró el primer día, todo se configuró, cambiamos el sistema y observamos un impacto de inmediato”. Después de unos días de melodía fina, estaba claro que el sistema de corrección estaba actuando como un propósito.
“Este es el resultado de la coordinación exitosa entre la aceleración de plasma y la tecnología de acelerador moderno, los resultados de una gran cantidad de equipos técnicos en Dessi, cuyo ex director del departamento acelerado dijo:” “Los resultados ayudarán a fortalecer la confianza de la tecnología joven de la aceleración de láser prasma”, agregando.
El equipo de investigación ya tiene una idea concreta para una posible aplicación: la nueva técnica se puede utilizar para crear y acelerar electrones para inyectados en fuentes de rayos X como Petra III o su sucesor planificado Petra IV. Hasta hoy, la inyección de esta partícula nacional requiere aceleradores convencionales relativamente grandes e intensivos en energía. La tecnología láser-plasma ahora parece ofrecer alternativas más compactas y económicas. Wim Limans dijo: “Lo que hemos logrado es un gran paso para el acelerador de plasma”. Sin embargo, en principio, hemos demostrado que un acelerador de plasma es adecuado para dicha aplicación “”