Record Smashing Electron Beam entrega um Petawatt de poder em um instante: WebCuriosos
Os físicos do SLAC National Accelerator Laboratory nos EUA quebraram o recorde de um feixe de elétrons mais poderoso, amontoando uma corrente ultra-alta de cerca de 100.000 amperes em um instante.
Cerca de cinco vezes a força do campo do que poderia ser alcançado anteriormente, a quantidade alucinante de energia no campo elétrico do feixe no SLAC's Acelerador linear de faceta-II poderia ultrapassar os limites da experimentação, levando a novas descobertas em tudo, desde astrofísica até ciência dos materiais.
A nova técnica da equipe para dirigir cadeias de elétrons de milímetro ao longo de uma pista magnética permite que eles espremeram a corrida em um acabamento fotográfico que oferece mais do que um Petawatt de poder em um milhão de bilhões de segundo.
Aceleradores de partículas são uma ferramenta vital para os físicos há quase um século, usando campos eletromagnéticos oscilantes para Nudge carregou partículas até velocidades Isso vem a um bigode da velocidade da luz.
À medida que as partículas mudam de direção, seu próprio campo brilha com fótons de raios-X de alta energia que podem iluminar materiais para imagens de alta resolução.
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Coloque outra parede de eletromagnetismo em frente a este feixe, a energia dos campos em colisão pode abalar uma variedade de novas partículas brilhantes da espuma quântica.
Para criar flashes ou luzes mais intensas, ou colisões maiores, é necessária mais energia; Seguindo as partículas cada vez mais rápidas, ou garantindo que toda a sua energia seja entregue em um período mais curto.
Como os elétrons já estão viajando perto das velocidades principais enquanto surfam em ondas de eletromagnetismo, mais velocidade não é possível. Com o mesmo raciocínio, forçar os elétrons na parte de trás do pacote a pressionar o acelerador e alcançar os que estão na frente, não é uma solução.
Mas há outro truque. Embora todos estejam correndo na mesma velocidade, os elétrons do acelerador são distribuídos ao longo da inclinação de uma onda eletromagnética enquanto navegam no túnel, com alguns no 'fundo' e outros no 'top'.
Os que estão no topo têm mais energia sempre que desviam. Para forçar os que estão no fundo a desacelerar, os pesquisadores precisavam de uma maneira de bombear um toque nos freios.
Uma maneira comumente usada para gerenciar essa situação é o uso de um obstáculo magnético Isso faz com que as partículas de energia mais baixas seguam um caminho um pouco mais longo, assim como uma chicane em uma pista de corrida real forçaria um carro menos poderoso a tecer cuidadosamente para a esquerda e a direita, enquanto um carro com mais grunhido poderia avançar.
Ao desviar as partículas de acordo com seu nível de energia, a cadeia de elétrons pode se acumular e – em teoria – empacotar um soco maior.
Há apenas um problema. Cada desvio na pista força os elétrons a derramar energia preciosa na forma de um fóton de raio-X de alta frequência.
Para ajudar a substituir a energia perdida, a equipe inseriu no meio das chicanas, um segundo dispositivo magnético chamado um onduladorque empurrou os elétrons para frente e para trás rapidamente em outra direção. Ao mesmo tempo, um flash de luz de um laser de safira foi introduzido para controlar a propagação de elétrons.
A mistura oportuna de ondulações e a luz moldou a distribuição da cadeia, pois foi repetidamente acelerada e comprimida, substituindo uma porção da energia perdida enquanto forçava vários elétrons a se sobrepor em um espaço com apenas um terço de um micrômetro de comprimento.
O resultado final foi um raio poderoso em uma garrafa criada com uma técnica que poderia ser melhorada no futuro, potencialmente confinando elétrons mais de alta velocidade a um espaço ainda menor.
Esta pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física.
