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

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

Vědci změřili nejkratší časový úsek v historii - průlet světla molekulou vodíku

19. 10. 2020 (novější než zobrazený článek)

Celých 247 zeptosekund trvalo fotonu prolétnout molekulou vodíku. Jedná se o nejkratší změřený časový úsek v historii, dřívější rekord byl 850 zeptosekund z roku 2016. Zeptosekunda je triliardtina sekundy: 0,000 000 000 000 000 000 001 s = 1 zs.

celý článek

Vědci našli horní limit pro rychlost zvuku, dosahuje jí v pevném vodíku

13. 10. 2020 (novější než zobrazený článek)

Vědci našli horní limit pro rychlost zvuku, dosahuje jí v pevném vodíkuVědcům z Queen Mary University of London, University of Cambridge a Institute for High Pressure Physics in Troitskse se podařilo identifikovat nejrychlejší možné šíření zvuku. Je to 36 km/s v pevném vodíku, který by se mohl nacházet v nitru velkých plynných planet jako je Jupiter.

celý článek

Kvantové propojení mezi dvěma rozdílnými objekty posouvá možnosti praktické aplikace kvantové fyziky

1. 10. 2020 (novější než zobrazený článek)

Týmu vědců z University of Copenhagen se podařilo vytvořit kvantové propojení mezi mechanickým oscilátorem a oblakem atomů. Tyto dva velmi rozdílné objekty byly propojeny prostřednictvím fotonů. S novou metodou se vědcům otvírají nové možnosti využití kvantového propojení nejen pro vědecké účely, ale také v praktickém využití v šifrované komunikaci a ukládání informací.

Experiment v CERNu přinesl první evidenci vzácné reakce rozpadu kaonu

4. 8. 2020 (novější než zobrazený článek)

Vědci ve výzkumném centru pro jadernou fyziku CERN pozorovali první významnou evidenci pro proces, který by mohl mimo jiné pomoci vysvětlit existenci temné hmoty. Výsledky svého výzkumu vědci prezentovali na pražské konferenci ICHEP 2020.

celý článek

Nová studie odhaluje nové elektronové skupenství hmoty

20. 2. 2020 (novější než zobrazený článek)

Tým vědců vedený Megan Briggemanovou publikoval v magazínu Science studii, která se zaměřuje na jednodimenzionální vodivost, při které elektrony putují vodivým materiálem ve skupině namísto samostatně. Dochází tak k tzv. balistické vodivosti, při které skupiny elektronů cestují v jednom směru bez rozptylu. V takové situaci materiál nevydává při vedení proudu žádné teplo.

celý článek

Vědci možná pozorovali projev páté základní síly, mohla by pomoci vysvětlit temnou hmotu

26. 11. 2019 (novější než zobrazený článek)

Dnes jsou známy čtyři základní přírodní síly, které stojí za veškerými interakcemi mezi částicemi a poli v přírodě. Patří mezi ně silná a slabá jaderná síla, gravitace a elektromagnetická síla. Vědci nyní pozorovali v atomu helia jev, který nedokáží přisoudit ani jedné z nich, mohlo by jít o projev páté základní interakce a jejím nositelem by mohla být temná hmota.

celý článek

Fyzikální experiment s ultrarychlým laserem odhalil doposud neznámé skupenství hmoty

24. 11. 2019 (novější než zobrazený článek)

S narůstající energií dochází v materiálech k poklesu uspořádanosti jejich vnitřní struktury. Nové pokusy s vlnou hustoty náboje (charge density wave, CDW) však ukazují, že za určitých podmínek lze dosáhnout opačného výsledku: laserové pulzy ve speciálním materiálu vytváří vysoce organizovanou strukturu.

celý článek