Akcelerator laserowy o długości kilku milimetrów. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

Akcelerator laserowy o długości kilku milimetrów

12.10.2013

Grupa badaczy z kilku ośrodków badawczych w Stanach Zjednoczonych opracowała i stworzyła w laboratorium prototypowy akcelerator laserowy o rekordowej wydajności. Urządzenie, które ma zaledwie kilka milimetrów wielkości, wykazało zdolność przekazywania cząstkom energii do 250 megaelektronowoltów na metr, co jest w zasadzie nieosiągalne w przypadku tradycyjnych akceleratorów.

Aby przyspieszyć elektrony, fizycy wykorzystali pole elektromagnetyczne wiązki laserowej prostopadłej do wektora przyspieszenia. W normalnych warunkach cząstka złapana w fale elektromagnetyczne najpierw przyspieszy w jednym kierunku, a następnie zwolni i zacznie poruszać się w przeciwnym kierunku. Aby tego uniknąć, fizycy stworzyli przezroczysty kanał o zmiennym przekroju - ze względu na oddziaływanie pola elektromagnetycznego z materią amplituda fal w nim zmieniała się w zależności od szerokości kanału, a w wąskich odcinkach pole okazywało się być silniejszy niż w szerokich.

Dostosowując długość szerokich i wąskich odcinków, a także początkową prędkość elektronów, naukowcy zapewnili, że elektron przeleci przez wąskie odcinki kanału dokładnie wtedy, gdy fale świetlne przyspieszają cząstki we właściwym kierunku. Zanim fala osiągnęła przeciwną fazę i zaczęła spowalniać cząstki, elektron miał czas na dotarcie do szerokiego fragmentu o mniejszej amplitudzie pola i dlatego zwalniał mniej niż przyspieszał.

W konwencjonalnych akceleratorach fale elektromagnetyczne w zakresie mikrofal są zwykle wykorzystywane do przyspieszania naładowanych cząstek iw zasadzie nie mogą zapewnić przyrostu energii większego niż kilkadziesiąt megaelektronowoltów na metr. Technologia laserowa zapewnia o rząd wielkości większą wydajność, co według fizyków z Stanford National Accelerator Laboratories może doprowadzić do rewolucji nie tylko w nauce, ale także w technologii. Jeden z twórców, Joel England, porównuje przejście od konwencjonalnych akceleratorów do przejścia laserowego z lamp radiowych na tranzystory. Według niego takie porównanie jest uzasadnione w szczególności dlatego, że naukowcy wykorzystali te same technologie, które są wykorzystywane przy produkcji mikroukładów do wytwarzania kanałów przyspieszających w przezroczystym chipie.

Kompaktowe akceleratory o energiach elektronów rzędu dziesiątek lub setek megaelektronowoltów mogą być wykorzystywane do generowania wysokoenergetycznych promieni rentgenowskich w postaci wysoce skupionej spójnej wiązki. Takie promieniowanie jest obecnie aktywnie wykorzystywane w materiałoznawstwie, biologii (do określania struktury krystalicznej białek, a także do oświetlania skamieniałych skamieniałości), jednak lasery rentgenowskie do tych zadań często zajmują całe podziemne kompleksy z tunelami o długości kilku kilometrów i kosztownymi setki milionów dolarów. Wiązki o mniejszej mocy i mniejszej energii cząstek są wykorzystywane w medycynie do naświetlania nowotworów złośliwych.

<< Powrót: Dyski SSD Mach Xtreme Express 12.10.2013

>> Naprzód: Dysk USB Mushkin Ventura Ultra 3.0 11.10.2013

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Sterowanie obiektami za pomocą prądów powietrza 04.05.2024

Rozwój robotyki wciąż otwiera przed nami nowe perspektywy w zakresie automatyzacji i sterowania różnymi obiektami. Niedawno fińscy naukowcy zaprezentowali innowacyjne podejście do sterowania robotami humanoidalnymi za pomocą prądów powietrza. Metoda ta może zrewolucjonizować sposób manipulowania obiektami i otworzyć nowe horyzonty w dziedzinie robotyki. Pomysł sterowania obiektami za pomocą prądów powietrza nie jest nowy, jednak do niedawna realizacja takich koncepcji pozostawała wyzwaniem. Fińscy badacze opracowali innowacyjną metodę, która pozwala robotom manipulować obiektami za pomocą specjalnych strumieni powietrza, takich jak „palce powietrzne”. Algorytm kontroli przepływu powietrza, opracowany przez zespół specjalistów, opiera się na dokładnym badaniu ruchu obiektów w strumieniu powietrza. System sterowania strumieniem powietrza, realizowany za pomocą specjalnych silników, pozwala kierować obiektami bez uciekania się do siły fizycznej ... >>

Psy rasowe chorują nie częściej niż psy rasowe 03.05.2024

Dbanie o zdrowie naszych pupili to ważny aspekt życia każdego właściciela psa. Powszechnie uważa się jednak, że psy rasowe są bardziej podatne na choroby w porównaniu do psów mieszanych. Nowe badania prowadzone przez naukowców z Texas School of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences rzucają nową perspektywę na to pytanie. Badanie przeprowadzone w ramach projektu Dog Aging Project (DAP) na ponad 27 000 psów do towarzystwa wykazało, że psy rasowe i mieszane były na ogół jednakowo narażone na różne choroby. Chociaż niektóre rasy mogą być bardziej podatne na pewne choroby, ogólny wskaźnik rozpoznań jest praktycznie taki sam w obu grupach. Główny lekarz weterynarii projektu Dog Aging Project, dr Keith Creevy, zauważa, że istnieje kilka dobrze znanych chorób, które występują częściej u niektórych ras psów, co potwierdza pogląd, że psy rasowe są bardziej podatne na choroby. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Nawozy fosforanowe wystarczą tylko na 10 lat 18.09.2019

Ponieważ wszystkie rośliny potrzebują nawozów fosforowych, ich podaż jest konieczna. Z kolei ich niedobór spowoduje napiętą sytuację na całym świecie i stanie się poważnym problemem dla krajów importujących. Na przykład Europa, Indie i Australia są całkowicie uzależnione od importu fosforanów.

Według najnowszych szacunków rosnącego popytu i kurczącej się podaży naukowcy przewidują, że moment całkowitego wyczerpania zasobu nastąpi wcześniej niż za dziesięć lat.

Martin Blackwell, ekspert ds. rolnictwa w Rothamsted Research, powiedział, że jeśli obecny poziom stosowania nawozów fosforowych nie zostanie wkrótce zmniejszony, Stany Zjednoczone, Chiny i Indie wyczerpią swoje zapasy przed następnym pokoleniem.

Aby zwiększyć plony, rolnicy dodają duże ilości nawozów fosforowych. Zdolność absorpcyjna roślin jest jednak bardzo niska. W konsekwencji większość nawozu pozostaje jako pozostałość w zbiornikach wodnych.

Możliwymi rozwiązaniami tego problemu może być recykling fosforanów ze ścieków lub tworzenie nowych upraw, które mogą efektywniej wykorzystywać ten minerał glebowy.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn