Výzkumníkům v CERNu se podařilo dosáhnout prvního urychlení elektronů v plazmové vlně

3. 9. 2018
Částicová fyzika LHC CERN

Kolaboraci vědců AWAKE se podařilo poprvé urychlit elektrony s pomocí vlnového pole generovaného protony procházejícími plazmatem. Jde o první výsledky zcela nového přístupu k urychlování částic ve vědeckých experimentech. Tento přístup by mohl v budoucnu nahradit dosavadní postupy aplikované v dnešních nejsilnějších urychlovačích. Výsledky experimentu byly publikovány v srpnovém čísle magazínu Nature.



AWAKE (Advanced WAKEfield Experiment) je projekt, který má prokázat použitelnost nového postupu v urychlování elektronů na vysoké rychlosti (a energie). Byl schválen laboratoří CERN v roce 2013, vychází však z konceptu, se kterým vědci přišli už v roce 1979.

Dnešní urychlovače částic jako je LHC používají supravodivé dutiny, které střídají pozitivně a negativně nabité zóny, které odpuzováním a přitažlivostí urychlují částice, jež dutinami prochází. Nový přístup urychluje částice tím, že se vezou na vlně podobně jako surfař. 

Experiment AWAKE využívá protony generované v SPS (Super Proton Synchrotron), který je dodává také LHC. Tyto protony jsou vyslány do oblaku rubidia, které je laserem přeměněno v plazma, což uvolňuje elektrony z atomů. Pozitivně nabité rychlé protony následně s sebou strhávají negativně nabité elektrony do vln putujících napříč plazmatem.

To, jak urychlovač skutečně zrychluje částice, je udáváno ve voltech na metr, používá se hlavně jednotka MV/m (megavolt na metr). LHC dokáže urychlit částice silou 5,5 MV/m, vzhledem k tomu, že jeho tunely jsou v kruhu a částice jsou při každém průchodu urychlovány více a více, lze s LHC dosáhnout rychlostí blízkých rychlosti světla. Některé urychlovače jsou však lineární a u takových je potřeba mít silnější urychlení, jinak by musely být stovky kilometrů dlouhé. 

AWAKE dokázal v letošním experimentu urychlit částice silou 200 MV/m a vědci by jej chtěli dostat až na 1 000 MV/m (1 GV/m). To by mohlo vést k výrazně menším a levnějším urychlovačům v budoucnosti.

Líbí se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu.

Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Částicová fyzika

Vědci vytvořili nejsilnější možnou zvukovou vlnu ve vodě

22. 5. 2019 (novější než zobrazený článek)

Vědci z americké National Accelerator Laboratory vytvořili pod vodní hladinou pomocí rentgenového laseru extrémně hlasitý zvuk 270 decibelů. Teoreticky už nelze v tomto prostředí dosáhnout vyšších hodnot, protože voda se pod extrémním tlakem, který u takového vlnění vzniká, rozpadá. Výsledky tohoto výzkumu byly publikovány v magazínu Physical Review Fluids.

celý článek

Částice antihmoty jsou podobně jako hmota zároveň částice i vlnění

10. 5. 2019 (novější než zobrazený článek)

Hmota i například světlo jsou zároveň pevné částice a také vlnění, zda je tomu tak i u jednotlivých částic antihmoty však doposud nebylo zřejmé. Nyní vědci z Itálie a Švýcarska prokázali tuto dualitu i u částic antihmoty, konkrétně pozitronů, což jsou antihmotové ekvivalenty elektronů. U skupiny pozitronů se to již podařilo prokázat dříve, nově teď vědci experimentálně dokázali stejně chování i u samostatných částic.

celý článek

Budoucí observatoř gravitačních vln ve vesmíru by mohla odhalit teoretické ultralehké bosony

8. 3. 2019 (novější než zobrazený článek)

Budoucí observatoř gravitačních vln ve vesmíru by mohla odhalit teoretické ultralehké bosonyMezinárodní vědecký tým svými výpočty odhalil, že budoucí vesmírné observatoře gravitačních vln by mohly být schopny potvrdit existenci ultralehkých bosonů. Tyto teoretické částice by se mohly formovat v blízkosti horizontu události černých děr, nad kterými by vytvářely oblaka. Teoreticky by mělo být možné detekovat změny v gravitačních vlnách, které tato oblaka způsobují, budou k tomu však nutné extrémně citlivé observatoře budoucnosti.

celý článek

Vědci pozorovali nový stav hmoty, který se ukrýval v supravodivém materiálu

4. 1. 2019 (novější než zobrazený článek)

Tým fyziků v Ames Laboratory a na University of Alabama Birmingham objevil překvapivě dlouhotrvající stav hmoty, který nastává v materiálech v supravodivém stavu. Dosáhli jej pomocí extrémně rychlých pulsů laseru, které způsobily kolektivní chování částic uvnitř hmoty. Nový jev nastává vedle supravodivosti a oba tyto stavy vzájemně bojují o elektrony v materiálu. Studie věnující se tomuto výzkumu byla v prosinci publikována v magazínu Physical Review Letters.

celý článek

Urychlovač LHC bude na dva roky odstaven, projde úpravami, které zvýší jeho výkon

7. 12. 2018 (novější než zobrazený článek)

Urychlovač LHC bude na dva roky odstaven, projde úpravami, které zvýší jeho výkonVelký hadronový urychlovač byl v prosinci odstaven a bude nyní dva roky procházet úpravami, které mají zvýšit jeho výkon. Jde o druhou plánovanou dlouhodobou odstávku, která přichází 3 roky po dokončení té první. S novými úpravami bude urychlovač pracovat nejen s větší energií, ale navíc bude ke srážkám subatomárních částic bude docházet častěji, což vědcům umožní sbírat větší množství informací o složení hmoty.

celý článek

Boseho-Einsteinův kondenzát byl poprvé vyrobený ve vesmíru

22. 10. 2018 (novější než zobrazený článek)

Mezinárodnímu týmu vědců se podařilo poprvé ve vesmíru vyprodukovat unikátní skupenství hmoty známé jako Boseho-Einsteinův kondenzát. Jde o zvláštní skupenství hmoty, které vzniká při ochlazení atomů plynu na teploty blízké absolutní nule a jejich následném stlačení do velmi hustého kondenzátu. Experiment s označením Matter-Wave Interferometry in Microgravity (MAIUS-1) proběhl už začátkem roku 2017, v magazínu Nature nyní vyšly jeho závěry.

celý článek

Observatoř na jižním pólu detekovala částici, kterou si vědci neumí vysvětlit

2. 10. 2018 (novější než zobrazený článek)

Observatoř na jižním pólu detekovala částici, kterou si vědci neumí vysvětlitObservatoř ANITA umístěná v balónu nad jižním pólem Země detekovala za posledních 13 let dvakrát zvláštní událost, kterou si vědci zatím nedokáží vysvětlit. Jde o subatomární částici, která proletěla atmosférou, dopadla na povrch naší planety, proletěla jejím jádrem a vydala se zpět do atmosféry a do vesmíru. Při svojí cestě Zemí vygenerovala velmi slabé pulzy rádiových vln, které zachytila observatoř více než 30 kilometrů nad povrchem Antarktidy.

celý článek