Ohun elo ina lesa tuntun ti o le di mejeeji ati mu awọn elekitironi pọ si lori awọn ijinna to bii millimeter kan ti ni idagbasoke nipasẹ awọn oniwadi ni AMẸRIKA. Nipa apapọ awọn ilọsiwaju ni nanoscience, lasers ati imọ-ẹrọ igbale, Payton Broaddus ati awọn ẹlẹgbẹ ni Ile-ẹkọ giga Stanford sọ pe wọn ti ṣe agbekalẹ imudara laser dielectric ti o ga julọ (DLA) titi di oni.
Bii wiwakọ awọn patikulu ti o gba agbara bii awọn elekitironi si awọn agbara kainetik giga, ohun imuyara ti o wulo gbọdọ tun ni anfani lati di awọn patikulu sinu tan ina dín. Pẹlupẹlu, ina naa gbọdọ tun wa ni isunmọ si monoenergetic bi o ti ṣee ṣe.
Ni awọn ohun elo ode oni, eyi ni a maa n ṣe ni lilo awọn iho-igbohunsafẹfẹ redio (RF) ti a bo pẹlu bàbà tabi diẹ sii laipẹ pẹlu superconductor bii niobium. Nigbati a ba nfa nipasẹ awọn ifihan agbara RF ti o lagbara, awọn cavities resonant wọnyi dagbasoke awọn foliteji giga pupọ ti o yara awọn patikulu awọn agbara kan pato. Sibẹsibẹ, awọn opin ti ara wa lori awọn agbara patiku ti o pọju ti o le ṣe aṣeyọri ni ọna yii.
"Ṣiṣe awọn aaye itanna ti o tobi ju le ja si ibajẹ si awọn odi [iho], ti o ba ẹrọ naa jẹ," Broaddus salaye. “Eyi jẹ aropin pataki lọwọlọwọ ni gbogbo awọn iyara isare ati fi opin si isare isare ailewu si mewa ti megaelectronvolts fun mita kan.” Lootọ, eyi ni idi akọkọ ti awọn accelerators n dagba sii ati gbowolori diẹ sii lati le ṣaṣeyọri awọn agbara patiku giga.
Awọn aṣa imuyara yiyan
Lati ṣẹda awọn ẹrọ iwapọ diẹ sii, awọn oniwadi ni kariaye n ṣawari ọpọlọpọ awọn imọ-ẹrọ imuyara yiyan, pẹlu ibi-afẹde ti iyọrisi isare isare ti o ga julọ ti o ṣeeṣe ni ijinna to kuru ju.
Imọ-ẹrọ kan ti o ni ileri ni DLA, eyiti a kọkọ loyun ni awọn ọdun 1950. Dipo didari ifihan agbara RF kan ni iho ifọnọhan, DLA kan ni titu ina lesa kọja ikanni kekere kan laarin ohun elo dielectric kan. Eyi ṣẹda aaye ina elekitiriki laarin ikanni naa, eyiti o ṣiṣẹ bi iho ti o dun. Nipa jijẹ awọn nanostructure ti iho ati nipa awọn ṣọra akoko ti nigbati awọn elekitironi ti wa ni rán nipasẹ awọn ikanni, awọn patikulu ti wa ni onikiakia.
Lakoko ti fisiksi ti iṣeto yii jẹ iru ni fifẹ si awọn aṣa imuyara aṣa diẹ sii, o funni ni isare isare ti o ga julọ. Eyi le ṣee lo lati dinku iwọn awọn accelerators - o kere ju ni ipilẹ.
"Awọn aaye ti awọn dielectrics wọnyi le yege lati awọn ina lesa jẹ ọkan si meji awọn aṣẹ ti titobi ti o ga ju ohun ti bàbà le mu lati awọn igbi RF, ati nitorinaa, ni imọ-jinlẹ, le ni isare isare ọkan si awọn aṣẹ titobi ti o ga julọ," Broaddus salaye. Sibẹsibẹ, o tọka si pe idinku iwọn ti iho naa si isalẹ nipasẹ awọn aṣẹ mẹfa ti titobi n ṣafihan awọn italaya - pẹlu bii o ṣe le jẹ ki awọn elekitironi ni itosi ninu tan ina kan, ati pe ko jẹ ki wọn ṣubu sinu awọn odi ti iho naa.
Bayi, Broaddus ati awọn ẹlẹgbẹ ti koju ipenija yii nipa yiya lori awọn ilọsiwaju imọ-ẹrọ mẹta. Iwọnyi ni agbara lati ṣẹda awọn nanostructures semikondokito kongẹ; agbara lati ṣe agbejade imọlẹ, isokan femtosecond lesa awọn iṣọn pẹlu awọn oṣuwọn atunwi iduroṣinṣin; ati agbara lati ṣetọju igbale ultrahigh laarin awọn cavities semikondokito gigun-milimita.
New nanostructures ati pulses
Nipa iṣọra oniru ti awọn nanostructures ati awọn lilo ti Pataki-sókè lesa polusi, awọn egbe je anfani lati ṣẹda ina aaye laarin won titun iho ti o fojusi elekitironi sinu kan tan ina.
Eyi gba ẹgbẹ laaye lati mu iwọn ina ti awọn elekitironi pọ si ni ijinna 0.708 mm, ti n ṣe alekun agbara rẹ nipasẹ 24 keV. “Eyi ṣe aṣoju aṣẹ ti ilosoke ninu awọn eeya mejeeji ti iteriba ti a fiwera pẹlu awọn iyara ti iṣaaju,” Broaddus ṣalaye.
Accelerator-on-a-chip ti a ṣẹda nipasẹ algoridimu onidakeji-apẹrẹ
Da lori aṣeyọri tuntun wọn, ẹgbẹ naa ni igboya pe awọn DLA le mu agbara awọn oniwadi pọ si lọpọlọpọ lati ṣaṣeyọri awọn agbara elekitironi isale-ibatan. "Awọn DLA ni a le ṣe itọju bi imọ-ẹrọ imuyara gangan, nibiti a ti le jade awọn ipilẹ imuyara aṣa lati awọn ẹrọ wa ati eyiti o le ṣe afiwe si awọn imọ-ẹrọ imuyara miiran," Broaddus salaye.
Ni ọna, awọn ilọsiwaju wọnyi le ṣe ọna fun awọn iwadii tuntun ni fisiksi ipilẹ, ati pe o le paapaa funni ni awọn anfani tuntun ni awọn aaye pẹlu ile-iṣẹ ati oogun.
Iwadi ti wa ni apejuwe ninu Awọn Iwe Atunwo Iṣe-ara.
- SEO Agbara akoonu & PR Pinpin. Gba Imudara Loni.
- PlatoData.Network inaro Generative Ai. Fi agbara fun ara Rẹ. Wọle si Nibi.
- PlatoAiStream. Web3 oye. Imo Amugbadun. Wọle si Nibi.
- PlatoESG. Erogba, CleanTech, Agbara, Ayika, Oorun, Isakoso Egbin. Wọle si Nibi.
- PlatoHealth. Imọ-ẹrọ Imọ-ẹrọ ati Awọn Idanwo Ile-iwosan. Wọle si Nibi.
- Orisun: https://physicsworld.com/a/dielectric-laser-accelerator-creates-focused-electron-beam/
