شتاب دهنده ها، ذرات پرانرژی ای از الکترون ، پروتون و یون را برای طیف گسترده ای از برنامه ها از جمله برخورد دهنده های ذره ای برای آشکارسازی زیر اتمی طبیعت، لیزر های اشعه ایکس برای بررسی واکنش های شیمیایی و دستگاه های پزشکی برای درمان سرطان، تولید می کنند اختراع SLAC این ساختار را دگرگون می کند.
به عنوان یک قاعده کلی ، هرچه شتاب دهنده های ذره ای طولانی تر باشد ، از قدرت بیشتری نیز برخوردار است. اکنون ، تیمی به سرپرستی دانشمندان آزمایشگاه ملی شتاب دهنده SLAC ، نوع جدیدی از ساختار شتاب دهنده را اختراع کرده اند که 10 برابر انرژی بیشتر در یک مسافت مشخص به دست می آورد. این روش می تواند شتاب دهندههای مورد استفاده برای یک برنامه معین را 10 برابر کوتاهتر کند.
ایده اصلی این فناوری ، استفاده از تابش تراهرتز برای تقویت انرژی ذرات است و در مقاله Applied Physics Letters شرح داده شده است.
در شتاب دهنده های امروزی ، ذرات از یک میدان فرکانس رادیویی (RF) که از ساختارهای شتاب دهنده یا حفره هایی با شکل خاص تغذیه می شوند ، انرژی می گیرند. هر حفره می تواند فقط یک افزایش انرژی محدود در یک فاصله معین ارائه می دهد ، بنابراین رشته های بسیار طولانی حفره برای تولید پرتوهای پر انرژی مورد نیاز است.
تراهرتز و امواج رادیویی هر دو تابش الکترومغناطیسی هستند. از آنجا که امواج تراهرتز 10 برابر کوتاهتر از امواج رادیویی هستند ، حفره های موجود در یک شتاب دهنده تراهرتز نیز می توانند بسیار کوچکتر باشند. در حقیقت ، آنچه در این مطالعه اختراع شد فقط 0.2 اینچ طول داشت.
ساختار طراحی حفره جدید ، پالس های ذره ای هزار برابر کوتاهتر از آنچه از سازه های معمولی مس بیرون می آیند ، تولید می کند که می تواند برای تولید ضربان بیشتر و آزاد کردن قدرت بیشتر در یک دوره زمانی مشخص مورد استفاده قرار گیرد.
در مرحله بعدی ، محققان قصد دارند این اختراع را به یک تفنگ الکترونی تبدیل کنند ، دستگاهی که می تواند پرتوهای فوق العاده درخشان الکترون برای کشف علم ، از جمله لیزر های اشعه ایکس نسل بعدی و میکروسکوپ های الکترونیکی تولید کند که به ما این امکان را می دهد که در زمان واقعی ببینیم چگونه طبیعت در سطح اتمی کار می کند. این پرتوها همچنین می توانند برای درمان سرطان استفاده شوند.
تحقق این پتانسیل همچنین به توسعه بیشتر منابع تابش تراهرتز و ادغام آنها با شتاب دهنده های پیشرفته نیاز دارد. از آنجا که تابش تراهرتز دارای طول موج کوتاه است ، توسعه منابع آن یک چالش بزرگ است. محققان SLAC ، پرتوی الکترون و نسل تراهرتز مبتنی بر لیزر را دنبال می کنند تا حداکثر توان لازم را برای تبدیل تحقیقات شتاب دهنده خود به برنامه های آینده در دنیای واقعی فراهم کنند.
منبع: phys
