Oblikovanje valov v tehnologiji pospeševalcev

Uklanjanje strija nakon poroda injekcijskim radiovalovima (Junij 2019).

Anonim

Sodelovanje projekta AWAKE je doseglo pomemben mejnik; v zadnjem tednu operacij pospeševanja CERN za leto 2016 je opazil močno modulacijo visokoenergijskih protonov v plazmi, ki signalizira nastanek zelo močnih elektromagnetnih polj. To je pomemben korak proti cilju uporabe protonske plazme wakefieldove tehnike za pospeševanje elektronov.

Napredni eksperiment pospeševanja s plazmo Wakefield (AWAKE) s pogonom na protonski pogon (AWAKE) je prvi objekt, ki preučuje uporabo plazemskih wakefieldov, ki jih poganjajo protonski žarki, da pospešijo nabite delce.

"Uporaba protonskih snopov za poganjanje Wakefielda je še posebej zanimiva zaradi velike energije, ki jo prenašajo protonski snopi iz pospeševalnikov CERN SPS in LHC, " pravi Patric Muggli, koordinator fizike AWAKE iz CERN-a in Max Planck Institute of Physics v Münchnu. "Omogoča veliko večje stopnje pospeševanja kot pri drugih tehnikah, " poudarja on.

Objekt je bil uspešno naročen med junijem in novembrom, eksperiment pa je svoje prve podatke v zadnjem tednu pospeševal v CERN leta 2016.

Poskus AWAKE vbrizga "pogonsko" skupino protonov iz CERN-ovog pospeševalnika SPS v plazemski stolpec, ki nastane z ioniziranjem plina z laserjem. Ko ta kup deluje v stik s plazmo, se razdeli v serijo manjših grozdov, v procesu, imenovanem self-modulacija. Ker te krajše grozdi premikajo skozi plazmo, ustvarjajo močan Wakefield. Postopek samodulacije je, da je skupina AWAKE opazovala signale in iz katerih lahko sklepajo, da je Wakefield ustvarjen.

Naslednji korak, ki ga še pričakuje AWAKE, je, da v desno fazo za protonskim žarkom vbrizgamo drugi elektronski žarek, "pričevalni" žarek. Ta priča žarek "čuti" Wakefield in se pospeši, tako kot se surfer pospešuje z vožnjo valom.

Uporaba plazme za pospeševanje delcev je možna alternativa tradicionalnim postopkom pospeševanja, ki se opirajo na elektromagnetne votline radijskih frekvenc. Že dolgo je znano, da so plazmi sposobni podpirati zelo močna električna polja. Izziv raziskovalcem je razumeti najboljši način, kako izkoristiti to sposobnost, da bi ustvarili prihodnje kompaktne in močne pospeševalce delcev pri razumnih stroških. Polja, ki jih ustvarjajo plazemski vakeflovi, ki jih poganjajo protonski žarki, bi lahko bili do dva zaporedja večja od polj, ki jih je mogoče doseči z uporabo običajnih radiofrekvenčnih votlin.

"Za samo-modulacijo prvega časa samodejne modulacije protonske palice je odličen dosežek, saj je le nekaj dni testov odličen dosežek. To je do zelo motivirane in namenske ekipe, " pravi Edda Gschwendtner, vodja projekta CERN AWAKE in tehnični koordinator.

"Sedaj nameravamo podrobno preučiti ta proces leta 2017. Upamo, da bomo potem pokazali pospešenost elektronov po protonski skupini", dodaja predstavnik AWAKE Allen Caldwell iz fizičnega inštituta Max Planck v Münchnu.

Ta vznemirljiv razvoj, vrhunec treh let intenzivne priprave, odpira novo obdobje pospeševanja delcev v CERN-u in po svetu.

menu
menu