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.

Líbil 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

Nový způsob měření gravitace: pomocí poletujících atomů a laserů

18. 11. 2019 (novější než zobrazený článek)

Nový způsob měření gravitace: pomocí poletujících atomů a laserůTým vědců z University of California, Berkeley našel nový způsob na měření gravitace - sledováním rozdílů v atomech, které jsou udržovány ve vzduchu za pomoci laseru. Nová metoda by mohla přinést mnohá nová využití napříč obory, zejména díky přenositelnosti zařízení. Výsledky výzkumu byly publikovány v magazínu Science.

celý článek

Nové měření zpřesnilo velikost protonu, je o něco menší než se dříve myslelo

9. 11. 2019 (novější než zobrazený článek)

Vědcům z Thomas Jefferson National Accelerator Facility se podařilo změřit velikost protonu, jednoho ze základních stavebních kamenů atomů. Podle jejich měření má proton poloměr 0,831 fm, což je o něco méně než předchozí nejpřesnější hodnota 0,88 fm. Výsledky výzkumu prováděného metodou elektronového rozptylu byly publikovány v magazínu Nature.

celý článek

Rekord ve zrychlení elektronů v urychlovači částic: z nuly na 7,8 GeV

29. 10. 2019 (novější než zobrazený článek)

Vědcům z Lawrence Berkeley National Laboratory v USA se podařilo zlomit dosavadní rekord v urychlení subatomárních částic. Na pouhých 20 centimetrech zvýšili energii proudu elektronů z 0 na 7,8 GeV, čímž překonali svůj vlastní rekord z roku 2014 téměř dvojnásobně. Předchozí rekord byl 4,2 GeV na devíti centimetrech.

celý článek

Vědci spojili světlo a hmotu, aby vytvořili částice s novými vlastnostmi

5. 7. 2019 (novější než zobrazený článek)

Každý druh atomu má unikátní vlastnosti, mezi ně patří i to, že absorbuje nebo emituje světlo pouze určitých energií, které odpovídají možným orbitalům jeho elektronů (největší pravděpodobnost výskytu elektronu kolem jádra atomu). To umožňuje vědcům identifikaci takových atomů, protože toto chování je stejné ve vzdáleném vesmíru i na Zemi. Vědci z University of Chicago nyní vytvořili nové hybridní částice, které vykazují nové typy chování.

celý článek

Nejenergetičtější zaznamenané fotony pocházejí z Krabí mlhoviny

29. 6. 2019 (novější než zobrazený článek)

Nejenergetičtější zaznamenané fotony pocházejí z Krabí mlhovinyTýmu vědců pracujícím s observatoří Tibet Air Shower Gamma Collaboration (TASGC) se podařilo detekovat zatím nejenergetičtější fotony v historii. Pochází z Krabí mlhoviny, což je pozůstatek exploze supernovy ve vzdálenosti asi 6 500 světelných let. Výsledky jejich výzkumu byly publikovány v magazínu Physical Review Letters.

celý článek

Nově objevené subatomární částice pentakvarky mají strukturu podobnou molekulám

9. 6. 2019 (novější než zobrazený článek)

Vědci v roce 2015 potvrdili pozorování do té doby pouze teoretického pentakvarku v urychlovači částic LHC. Od té doby se jim podařilo nasbírat prostřednictvím přístroje LHCb instalovaného na urychlovači LHC nové informace o jeho složení. Jejich výzkum ukazuje, že pentakvark se ve skutečnosti skládá z tříkvarkového baryonu a dvoukvarkového mezonu. Jde o první známou situaci, kdy se baryony a mezony spojují do jedné částice.

celý článek

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