Учені з Національної лабораторії Лоуренса в Берклі дійшли висновку, що використання лазерів може зменшити довжини прискорювачів частинок в тисячі разів. Робота фахівців опублікована в журналі Physics of Plasmas, коротко з нею можна ознайомитися на сайті Phys.org.

Великий адронний колайдер з довжиною кільця понад 26 кілометрів Фото: CERN.

Фізики розглянули ідею плазмово-лазерного прискорювача, в якому частинки отримують додаткове прискорення за рахунок фотонів лазерного пучка.

Ці частинки (електрони) створюють електричні поля, до тисячі разів сильніше, ніж у звичайних прискорювачах.

Установка, зібрана вченими, дозволяє на відстані менше трьох сантиметрів розігнати електрон до енергії в один гігаелектронвольт. Для порівняння, прискорювач SLAC у США має довжину близько трьох кілометрів і розганяє електрон до 50 гігаелектронвольт.

Основна складність, з якою стикаються вчені, які намагаються використовувати плазмово-лазерний прискорювач, полягає в тому, що лазер не може випромінювати безперервно: для повторного лазерного імпульсу необхідна перезарядка, яка займає деякий час.

Для сучасної фізики елементарних частинок необхідний лазер, який створював би десятки тисяч імпульсів в секунду. Наприклад, сьогодні потужному лазеру з BELLA потрібна одна секунда для перезарядки.

Для вирішення цієї задачі фізики запропонували використовувати систему з кількох менш потужних лазерів, здатну виробляти до тисячі імпульсів в секунду. Однак, тут виникло утруднення з точною настройкою і синхронізацією роботи всього масиву лазерів. Також вчені розглядають можливість прискорення частинки поступовим дією лазерного випромінювання.

Довжина основного кільця Великого адронного коллайдера становить 26 659 метрів.

Дослідження вчених, в разі успіху, дозволить розміщувати такі об’єкти, як БАК, на територіях, які можна порівняти за розмірами з футбольним полем, що істотно скоротить витрати на фінансування.