A aceleração do plasma a laser é uma possível tecnologia disruptiva: pode ser usada para criar um acelerador muito mais compacto e abrir casos básicos de pesquisa, indústria e saúde para abrir. No entanto, a caminho das aplicações do mundo real, alguns recursos do feixe de elétrons movidos a plasma fornecidos pelo protótipo atual ainda precisam ser refinados. O teste Lux de Dessi agora fez um progresso significativo nessa direção: usando um sistema de correção inteligente, uma equipe de pesquisa conseguiu melhorar significativamente a qualidade dos elétrons acelerados pelo acelerador de plasma a laser. Ele aproxima a tecnologia a um passo de aplicações de concreto, como um injetor baseado em plasma para anel de armazenamento de síncrotron. O grupo de pesquisa apresenta seus resultados na revista NaturezaO
Os aceleradores de elétrons convencionais usam ondas de rádio que são operadas na cavidade do ressonador chamado. As ondas de rádio transferem energia para a eletrônica à medida que sua velocidade aumenta à medida que voam no passado. Para obter alta resistência, muitos ressonantes precisam estar conectados à série para tornar as máquinas maiores e caras. A aceleração a laser-plasma está prometendo uma opção compacta sofisticada. Os pulsos curtos e agudos a laser produzem um plasma de um pequeno gás ioneado capilar cheio de hidrogênio. Quando os pulsos a laser passam pelo plasma, ele cria uma esteira semelhante a um viajante de barco de alta velocidade, apesar da água. Essa esteira pode acelerar os elétrons em uma grande quantidade de energia em alguns milímetros.
Até hoje, existem algumas falhas na tecnologia inovadora. “Os grupos de elétrons produzidos ainda não são idênticos”, explicou a principal cientista Andreas Myer na decoração do plasma. “Queremos que cada grupo veja o próximo de uma maneira específica” “Outro desafio diz respeito à distribuição de energia dentro de vários elétrons. De fato, alguns elétrons voam mais rapidamente do que outros que são inadequados para aplicações práticas. Nos aceleradores modernos, esses problemas foram resolvidos por um longo tempo usando o sistema de controle de máquina inteligente.
Usando a revisão bilateral, a equipe Deci agora conseguiu melhorar significativamente os recursos do grupo de elétrons produzidos pelo acelerador a laser-plasma. Para conseguir isso, os elétrons acelerados pelo acelerador de plasma Lux são transmitidos através de um frango contendo quatro ímãs inadimplentes. As partículas são forçadas a tomar um departamento, os pulsos são expandidos no prazo e são colhidos de acordo com sua energia. “Depois que as partículas cruzaram o frango magnético, os elétrons rápidos e de alta potência estão na frente do pulso”, explicou Paul Winkler, o primeiro autor do estudo. “Partículas lentas e relativamente baixas estão atrás” “
O grupo de alongamento e energia é transmitido para um módulo acelerador único semelhante usado nas instalações modernas à base de radiofricogenia. Neste ressonador, o grupo de elétrons é um pouco reduzido ou acelerado. Winkler explica: “Se você atingir cuidadosamente o cordão na radiofrequência, os elétrons de baixa potência por trás do grupo podem ser acelerados e os elétrons de alta potência frontal podem ser reduzidos”, explicou Winkler. “Compressa a distribuição de energia”. A equipe foi capaz de reduzir a energia espalhada por um fator de 18 e foi capaz de diminuir por um fator de 72 no poder central o
“Este projeto é um ótimo exemplo de cooperação entre teoria e exame”, disse Wim Limans, diretor do Departamento de Acelerador de Desi. “O conceito teórico foi sugerido recentemente e agora foi aplicado pela primeira vez”. A maioria dos componentes utilizados era do estoque Deci existente. A equipe do projeto teve que investir grandes esforços para estabelecer a equipe na fase de correção e sincronizar processos extremamente rápidos. “Mas uma vez que aconteceu, as coisas foram surpreendentemente melhores quando aconteceu.” “Quando o primeiro dia foi configurado, tudo foi configurado, trocamos o sistema e observamos um impacto imediatamente”. Depois de alguns dias de melodia fina, ficou claro que o sistema de correção estava agindo como propósito.
“Este é o resultado da coordenação bem-sucedida entre a aceleração plasmática e a tecnologia moderna do acelerador, os resultados de um grande número de equipes técnicas em Dessi, cujo ex-diretor do departamento de aceleração disse:” “Os resultados ajudarão a fortalecer a confiança da tecnologia jovem da aceleração de laser-prrasma”, acrescentando.
A equipe de pesquisa já tem uma idéia concreta para uma possível aplicação: a nova técnica pode ser usada para criar e acelerar elétrons para injetados em fontes de raios-X como a PETRA III ou seu sucessor planejado Petra IV. Até hoje, a injeção desta partícula nacional requer aceleradores convencionais relativamente grandes e intensivos em energia. A tecnologia a laser-plasma agora parece oferecer alternativas mais compactas e econômicas. Wim Limans disse: “O que alcançamos é um grande passo para o acelerador de plasma”. No entanto, em princípio, mostramos que um acelerador de plasma é adequado para essa aplicação “”
