Kövess minket!

NewsletterGoogle+RSS
Feliratkozom a heti hírlevélre

Utolsó hozzászólások

2017. 02. 22. - 13:12Majjomkácska

Eltelt 7 év, és semmi sem lett a projektből. 

2017. 01. 25. - 14:54Ainu

Ide rosszul került, az eredeti szöveg (amit valamiért sosem linkelnek itt pontosan) szerint "extremely low temperature of about 1 degree above absolute zero". Magyarul fordítási hiba. (Ilyenek, sajnos, gyakrabban előfordulnak itt.)

2017. 01. 25. - 10:52Tylla

Most tényleg az van leírva a cikkbe amit olvastam:

"lehűtik az antiprotonokat az abszolút nulla alá egy fokkal"

Én emlékszem rosszul tanulmányaimra és/vagy ez valamilyen új tudományos áttörés eredménye? :)

Zsugorított részecskegyorsító

2016.07.12.
Prototípus demonstrálja az ultrakompakt terahertz gyorsító kivitelezhetőségét.

Kicsi, de erős: Fizikusok megalkották a mindössze 1,5 centiméter hosszú részecskegyorsító első prototípusát. A modul terahertz sugárzás révén gyorsítja az elektronokat és körülbelül század akkora, mint a hagyományos szinkrotron modulok. Ehhez hasonló ultrakompakt gyorsítók a jövőben alkalmazhatóak lehetnek többek között az anyagkutatásban, egészségügyben, részecskefizikában illetve röntgensugaraknál is, számolnak be kutatók minderről a „Nature Communications” szaklapban.

 

Kézben is elfér: az új terahertz alapú gyorsító modul prototípusa (Foto: © DESY/Heiner Müller-Elsner)

Részecskegyorsítók ma már nem csak azért szükségesek, hogy az anyag alapvető építőköveit kutassuk ütköztetések hatására. Magas energiájú röntgen- és elektronsugárzás létrehozásához is használják az ilyen típusú szerkezeteket. A Szabad-Elektron-Lézer (FEL) például úgy bocsájt ki lézernyalábot, hogy gyors elektronokat állít szlalom-pályára a részecskegyorsítón keresztül. Minden kanyarban az elektronok olyan fényt bocsátnak ki, mely egyenértékű a lézernyalábbal.

Rádióhullámok helyett terahertz

Ilyesfajta részecskegyorsítók általában a magas frekvencia tartományban lévő rádióhullámok elektromágneses sugárzását alkalmazzák, mint például a német PETRA III gyorsító, melynek közelítő értéke 500 Megahertz. Hátránya az ilyen típusú szerkezeteknek a nagy méret, az európai XFEL létesítmény esetében a hossz a 3 kilométert is eléri.

Ez a méret azonban tovább csökkenthető, ahogy azt Emilio Nanni és kollégái a Massachusetts Műszak Egyetemről bebizonyították. Egy olyan részecskegyorsító prototípusát fejlesztették ki, ami terahertz sugárzással működik. Hullámhossza az infravörös és mikrohullám között található, ami körülbelül ezerszer kisebb az eddig szinkrotron gyorsítók által használt rádióhullámnál. „Előnye, hogy minden ezerszer kisebb lehet”, magyarázza Franz Kärtner, főszerző az MIT-től.

 

Majdnem egy centiméter hosszú

Kutatók a prototípus megalkotásához egy mikro szerkezetű gyorsító modult használtak, mely egy másfél centiméter hosszú csövecskéből állt. Ez hullámvezetőként szolgál, illetve összekapcsolja a betáplált elektronokat a terahertz sugárzással, így a hullám optimálisan képes gyorsítani az elektronokat. A betáplálás pillanatában az elektron 60 kiloelekronvolt energiával rendelkezett; a terahertz sugárzást egy különleges lézer szolgáltatta.

És valóban, az első terahertz gyorsító prototípusban a részecske energiája 7 kiloelektronvolttal nőtt. „A gyorsító még nem túl erős, de a kísérlet megmutatta, hogy az elmélet működik a gyakorlatban”, magyarázza Arya Fallahi társszerző, a Német Elektronszinkrotron Intézményétől (DESY), mely Hamburgban található. Kutatók szerint több modul egymás utáni összeillesztéséből akár egy Gigavolt energiájú gyorsulás is elérhető méterenként.

Elektronok gyorsítása egy hagyományos szinkrotron gyorsítóban sokkal nagyobb modulokat igényelnek (Foto: © DESY)

„A két világ legjava”

Ez tízszer nagyobb érték, mint amit a mai legjobb konvencionális gyorsító modulok elérnek. Ennél nagyobb gyorsulást a még csak kísérleti fázisban lévő plazmagyorsítók képesek előállítani. Ezek szintén sokkal kisebb méretűek, mint a hagyományos óriások. Mindent egybevetve azonban működéséhez számottevően erősebb lézer szükséges, mint a Terahertz-gyorsítók esetén.

„A terahertz sugárzás a két világ legjavát nyújtja nekünk”, meséli Nanni. „Egyik oldalról a hullámhossz még elegendő nagyságú, hogy a hullámközvetítő hagyományos gépekkel gyártható legyen. Másrészről a frekvencia elég magas ahhoz, hogy a gyorsító képes legyen 1 Gigavolt energiát elérni méterenként.”

Alkalmazás a fizikától az egészségügyig

Az új terahertz alapú mini gyorsítónak számos alkalmazási területe lehetséges a jövőben. „Az ultrakompakt gyorsító extrém rövid elektronimpulzusaival nagy potenciállal rendelkezik, mely átalakíthatja a szabad elektronlézert, lineáris gyorsítókat, elektron diffrakciós eszközöket, röntgenforrásokat illetve az egészségügyi terápiákban alkalmazott röntgen és elektronsugárzást”, véli Nanni és kollégái.

A következő években fizikusok a DESY-ben meg kívánják építeni az első kompakt terahertz alapú Szabad-Elektron-Röntgenlézert (XFEL). „A berendezéstől olyan számottevően kisebb röntgenimpulzust várunk, ami kevesebb, mint egy femtoszekundum alatt jön létre”, magyarázza Kärtner. „Ezzel azt várjuk, hogy olyan extrém gyors kémiai folyamatokba is bepillantást nyerhetünk, mint például a fotoszintézis.” Továbbá pontosabb képalkotás érhető el kémiai kötések és szabad molekulák keletkezésének vizsgálata esetén.

A kompakt röntgenlézer impulzust is kiválthat nagyobb rendszerekben, ezzel javítva azok optikai minőségét. Ezenkívül bizonyos egészségügyben használt képalkotási módszerek is profitálhatnak az új röntgenforrás javított tulajdonságai által.

 

Forrás: www.scinexx.de

Virág Dávid

Cikk értékelése: 
Szerző: Brigitte

Új hozzászólás

Filtered HTML

  • A webcímek és email címek automatikusan kattintható hivatkozásokká alakulnak.
  • Engedélyezett HTML jelölők: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <p>
  • A sorokat és bekezdéseket a rendszer automatikusan felismeri.

Plain text

  • A HTML jelölők használata nem megengedett.
  • A webcímek és email címek automatikusan kattintható hivatkozásokká alakulnak.
  • A sorokat és bekezdéseket a rendszer automatikusan felismeri.
CAPTCHA
Ezzel a feladattal teszteljük, hogy valódi látogató vagy-e.

Kapcsolódó cikkek

A 3D nyomtatással készült rezgéscsillapító akár teherhordó szerkezetként is használható.
A hiányzó 95 % megismeréséért újabb óriási gyorsítót építenek az Alpoktól a Jura-hegységig.
Környezetbarát technológia: energiát termel az új okosablak
Az intelligens tárgyak a rádióhullámok segítségével adatokat közvetítenek.

Friss hírek

Egy új projekt kapcsán sikerült olyan 3D-s elemeket nyomtatni, melyek képesek az alakváltozásra.