Rekord-lille accelerator: 4,25 GeV på 9 cm
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Rekord-lille accelerator: 4,25 GeV på 9 cm

Kraftige partikelacceleratorer er typisk meget store - tænk bare på Cerns Large Hadron Collider, der har en omkreds på 27 km.

Men ny teknologi kan sætte partikelacceleratorerne på skrump, og nu er fysikerne på USA's Lawrence Berkeley National Laboratory klar med en accelerator, hvor elektroner bliver accelereret til en energi på 4,25 GeV i et plasmarør, der kun er ni centimeter langt.

Til sammenligning kan elektroner bringes op til en energi på 3,4 GeV i den 250 meter lange lineære MAX IV-accelerator i Lund i Sverige.

På kun ni centimeter bliver elektroner accelereret til en hastighed meget tæt på lysets. (Foto: Berkeley Lab). Illustration: Berkeley Lab

I Berkeley Lab accelereres elektronerne ved hjælp af laserpulser, der skaber en kanal i plasmaet, hvor frie elektroner bliver fanget og båret frem af bølger i plasmaet. De surfer så at sige på bølgerne og får hurtigt fart på.

Læs også: Ny forskning baner vej for kompakte højenergi-acceleratorer

De uhyre korte og meget intense laserpulser med en effekt på op til 0,3 petawatt, altså 300.000.000.000.000 watt, kommer fra den ekstremt kraftige laser Bella. Der er altså endnu ikke tale om, at en kraftig partikelaccelerator kan stå på et skrivebord, for laseranlægget fylder trods alt cirka 100 kvadratmeter.

Laser-plasma-acceleratorer kan da heller ikke afløse de eksisterende acceleratorer endnu, for Bella kan kun skyde en enkelt laserpuls af sted i sekundet. Til højenergifysik kræves titusindvis af pulser i sekundet, mens materialeforskere måske nok kan nøjes med færre.

Vejen frem kunne være at kombinere laserstrålerne fra en række mindre lasere som dem, der bruges til svejsning. De skal så bygges, så de sender ultrakorte pulser af sted med korte mellemrum lidt forskudt af hinanden, så elektronerne får mange mindre skub i stedet for ét stort, og så hele acceleratoren kan være i et almindeligt laboratorium.

I første omgang vil forskerne fra Berkeley Lab dog koncentrere sig om at få elektronernes energi helt op på 10 GeV.

Laser-plasma-acceleratoren er beskrevet i en artikel i Physical Review Letters.

Emner : Fysik
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Hvor "opbevare" man de mange watt inden det skal bruges? Går ikke udfra de bare kan hive så meget ud af elnettet? Kan man klare det med en voldsom kapacitor ? For batterier kan jo slet ikke aflade så hurtigt

  • 1
  • 0

Hver laserpuls har en energi på 16 joule og varer 40 femtosekunder, på den måde bliver effekten 0,3 PW.

Effekten behøver heldigvis ikke at blive afleveret til lasersystemet så hurtigt. I stedet bruger man et trick, hvor man først får laseren til at levere en længerevarende laserpuls, og så "presser" den sammen i en form for optisk kompressor. På den måde koncentrerer man energien og får den høje effekt ud i ultrakorte pulser.

Mvh
Henrik Bendix
Journalist

  • 8
  • 0

Selv hvis den havde krævet det hele leveret på en gang, så skulle det nok være muligt at bygge en supercap. der kan trække 16 W fra elnettet konstant, og så afgive det som en puls en gang i sekundet.

Energiindhold på 16 J og et skud per sekund giver et gennemsnitligt effekttræk på 16 W. Stødlasere har nogle tåbelige W-angivelser, da de misbruger W på det groveste. W er J/s - men folk insisterer åbenbart på at man kun måler laserens energi i de brøkdele af et sekund hvor den er tændt.

  • 0
  • 0