Điều kiện tối ưu để máy gia tốc plasma laser hoạt động hiệu quả nhất. Thư viện kỹ thuật miễn phí

TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, SỰ PHÁT TRIỂN TRONG ĐIỆN TỬ
Thư viện kỹ thuật miễn phí / nguồn cấp tin tức

Điều kiện tối ưu cho hoạt động hiệu quả nhất của máy gia tốc plasma laser

17.09.2017

Máy gia tốc điện tử truyền thống từ lâu đã trở thành một trong những loại công cụ khoa học chính, các xung bức xạ cực mạnh và cực ngắn được tạo ra bởi các synctron và laser điện tử tự do cho phép các nhà khoa học nghiên cứu vật chất và các quá trình xảy ra trên quy mô nguyên tử. Nhưng ngay cả những máy gia tốc electron nhỏ nhất hiện nay cũng chiếm một diện tích tương đương với diện tích của một sân bóng đá.

Một phương pháp thay thế cho các công nghệ gia tốc electron truyền thống là phương pháp gia tốc laser-plasma, với kích thước nhỏ của máy gia tốc, có thể thu được một chùm electron cường độ cao được gia tốc. Nhưng các máy gia tốc kiểu này có một nhược điểm - với sự trợ giúp của chúng, rất khó thu được chùm electron ổn định với độ sáng ổn định. Và vấn đề này đã được giải quyết bởi các nhà vật lý từ trung tâm nghiên cứu HZDR (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf), Đức, người đã tìm cách xác định một số thông số để tạo ra điều kiện hoạt động tối ưu cho máy gia tốc điện tử laser-plasma.

Nguyên tắc cơ bản của công nghệ gia tốc laser-plasma khá đơn giản, một chùm tia laser mạnh được hội tụ trong một môi trường khí, dưới ảnh hưởng của nó sẽ biến thành plasma, thành một trạng thái ion hóa của vật chất. Năng lượng của chùm tia laze làm cho các electron rời khỏi nguyên tử "bản địa" của chúng, tạo ra một loại "bong bóng" điện trường mạnh trong thể tích của plasma. Vùng điện trường này, theo xung của ánh sáng laze, là một sóng truyền gần như bằng tốc độ ánh sáng. Và các electron bị mắc kẹt trên đỉnh của sóng này cũng được gia tốc gần như bằng tốc độ ánh sáng. Sự tiếp xúc của các electron này với một xung bổ sung của ánh sáng laser tạo ra các xung tia X sáng và siêu ngắn, với sự trợ giúp của các nhà khoa học "nhìn thấu" các mẫu vật liệu khác nhau đã được nghiên cứu.

Cường độ của bức xạ tia X thứ cấp trực tiếp phụ thuộc vào số lượng các điện tử năng lượng cao tham gia vào quá trình này. Tuy nhiên, khi một số lượng lớn các điện tử được tăng tốc, sóng plasma phân rã do ảnh hưởng của các hiệu ứng liên kết với các điện tử này và điện trường của chúng, hơn nữa, ảnh hưởng xấu đến hình dạng của chùm tia. Hình dạng méo mó của chùm và sự không ổn định của sóng plasma dẫn đến thực tế là chùm chứa các điện tử với các mức năng lượng khác nhau và các thông số khác của chúng.

Nhà vật lý Jurjen Pieter Couperus cho biết: “Nhưng để có thể sử dụng chùm tia điện tử cho các thí nghiệm có độ chính xác cao, cần phải có một chùm tia ổn định bao gồm các điện tử có cùng thông số. đặt vào đúng thời điểm. "

Các nhà khoa học từ HZDR đã thực hiện một số công trình nhằm cải thiện chất lượng của chùm tia điện tử được tạo ra bởi các máy gia tốc laser-plasma. Họ phát hiện ra rằng việc thêm một lượng nhỏ nitơ vào heli, được sử dụng để tạo ra plasma, đã cải thiện đáng kể tình hình. Jurien Peter Kuperus giải thích: “Chúng tôi có thể kiểm soát số lượng các điện tử cưỡi trên sóng plasma bằng cách thay đổi nồng độ nitơ. picocoulombs. Ngay cả độ lệch nhỏ nhất so với giá trị này theo bất kỳ hướng nào cũng dẫn đến tiêu tán năng lượng, làm giảm chất lượng của chùm tia được tạo ra. "

Các tính toán được thực hiện đã chỉ ra rằng để tạo ra một chất lượng cao, vẫn yêu cầu dòng điện đỉnh của chuyển động electron trên đỉnh sóng plasma ít nhất là 50 kiloampe.

Jurien Peter Kuperus cho biết: “Sử dụng các xung siêu ngắn của tia laser petawatt của DRACO, chúng tôi sẽ có thể tạo ra chùm điện tử chất lượng cao ở dòng điện cực đại 150 kiloampe. nhiều nhất là hai bậc độ lớn. Và điều này sẽ cho phép chúng tôi tạo ra các nguồn tia X thế hệ tiếp theo rất nhỏ gọn ".

<< Quay lại: Sự ra mắt của người điều khiển robot 18.09.2017

>> Chuyển tiếp: Phát hiện ra các tế bào thần kinh khát 17.09.2017

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Sự tồn tại của quy luật entropy cho sự vướng víu lượng tử đã được chứng minh 09.05.2024

Cơ học lượng tử tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên với những hiện tượng bí ẩn và những khám phá bất ngờ. Gần đây, Bartosz Regula từ Trung tâm Điện toán Lượng tử RIKEN và Ludovico Lamy từ Đại học Amsterdam đã trình bày một khám phá mới liên quan đến sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với entropy. Sự vướng víu lượng tử đóng một vai trò quan trọng trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử hiện đại. Tuy nhiên, sự phức tạp trong cấu trúc của nó khiến cho việc hiểu và quản lý nó trở nên khó khăn. Khám phá của Regulus và Lamy chứng tỏ rằng sự vướng víu lượng tử tuân theo một quy luật entropy tương tự như quy luật đối với các hệ cổ điển. Khám phá này mở ra những góc nhìn mới trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với nhiệt động lực học. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng đảo ngược của các phép biến đổi vướng víu, điều này có thể đơn giản hóa đáng kể việc sử dụng chúng trong các công nghệ lượng tử khác nhau. Mở một quy tắc mới ... >>

Điều hòa mini Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Mùa hè là thời gian để thư giãn và du lịch, nhưng thường thì cái nóng có thể biến thời gian này thành một sự dày vò không thể chịu đựng được. Gặp gỡ sản phẩm mới của Sony - điều hòa mini Reon Pocket 5, hứa hẹn sẽ mang đến mùa hè thoải mái hơn cho người dùng. Sony vừa giới thiệu một thiết bị độc đáo - máy điều hòa mini Reon Pocket 5, giúp làm mát cơ thể trong những ngày nắng nóng. Với nó, người dùng có thể tận hưởng sự mát mẻ mọi lúc, mọi nơi chỉ bằng cách đeo nó quanh cổ. Máy điều hòa mini này được trang bị tính năng tự động điều chỉnh các chế độ vận hành cũng như cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nhờ công nghệ tiên tiến, Reon Pocket 5 điều chỉnh hoạt động tùy thuộc vào hoạt động của người dùng và điều kiện môi trường. Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ bằng ứng dụng di động chuyên dụng được kết nối qua Bluetooth. Ngoài ra, còn có áo phông và quần short được thiết kế đặc biệt để thuận tiện, có thể gắn một chiếc điều hòa mini. Thiết bị có thể ồ ... >>

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Mô-đun nguồn dòng SPM mới 19.03.2006

FAIRCHILD SEMICONDUCTOR giới thiệu ba mô-đun công suất dòng SPM mới được thiết kế để hiệu chỉnh hệ số công suất của động cơ điện trong dải công suất từ 3 đến 6 kW.

Các chip FPDB20PH60 (600V / 20A), FPDB30PH60 (600V / 30A), FPDB50PH60 (600V / 50A) cho phép bạn có được hệ số công suất là 99% và tiết kiệm 50% không gian so với các giải pháp rời rạc. Có sẵn trong các gói MiniDIP 44x26mm với công nghệ không chì.

Thấy hết Lưu trữ tin khoa học công nghệ, điện tử mới

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web