Ученые создали самый мощный в мире лазерный луч: как это изменит электронику

Исследователи из Национальной ускорительной лаборатории SLAC разработали новую технологию, которая использует лазерное формирование вместо традиционных микроволновых полей. Полученный лазерный электронный луч, который мощнее любого другого в 5 раз, открывает новые возможности в астрофизике, квантовых исследованиях, электронике и ускорителях, пишет interestingengineering.com.

Ученые применили лазерную модуляцию к миллиардам электронов в пределах первых 10 м ускорителя длиной в 1 км. После этого перед ними встала важная задача — аккуратно транспортировать пучок, не теряя тщательно сформированной структуры перед его сжатием.

За месяцы испытаний и совершенствования техники команда успешно создала высокоэнергетические электронные пучки, которые длятся всего несколько фемтосекунд (одна квадриллионная секунды) и имеют пиковую мощность на уровне петаватта, что примерно в пять раз больше, чем было возможно ранее.

Эта новаторская технология предлагает новый инструмент для научных исследований. Она позволит изучить природные явления точнее, чем когда-либо прежде. Например, в астрофизике мощный электронный пучок можно направлять на твердые или газовые цели для имитации нитей, обнаруженных в звездах. Ученые давно наблюдали эти нити в космосе, но теперь могут воспроизводить и изучать их в контролируемой среде.

Другие ученые уже начали использовать эту технологию для усовершенствования ускорения плазменного кильватерного поля, что может привести к созданию более компактных и эффективных ускорителей частиц.

Также существует потенциал использования этих пучков для создания аттосекундных световых импульсов. Эти достижения могут произвести революцию в исследованиях в области квантовой физики, химии и не только.

Благодаря этому прорыву экспериментальные испытания усовершенствованных ускорителей SLAC (FACET-II) теперь позиционируются как ведущий центр для экстремальных экспериментов с электронными пучками.