13.04.2013

Лазер впервые эффективно ускорил электроны в вакууме

Дэвид Клайн (David Cline) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) добился вместе с коллегами при помощи лазеров ускорения электронов в вакууме.

Сделать это при сколько-нибудь значительной энергии до сих пор не удавалось. Причина в следующем: лазер с плоской волной не может ускорять электроны в свободном пространстве: это запрещает теорема Лоусона — Вудварда. К счастью, профессор Юй Кунь Хо (Yu-kun Ho) из Университета Фудань в Шанхае (КНР) предложил сценарий так называемого захвата и разгона, который позволил надеяться на преодоление ограничений теории.

Для этого требуется канал с мощным электрическим полем, направление которого совпадает с общим направлением канала, и лазер с низкой фазовой скоростью волн. Поле не даёт электронам свободно рассеиваться в пространстве. И именно в таких условиях захваченные электроны могут получать энергию от лазера. В проведённом г-ном Клайном эксперименте ускорение было пропорционально нарастанию интенсивности лазерного излучения. В конце концов электронам удалось придать энергию до 20 МэВ.

Что это даёт? Учёный полагает, что такого рода канал с ускоряемыми электронами может быть использован для направления электронного пучка в точку, к примеру, инерционного термоядерного синтеза (при котором мишень обстреливают лазером, чтобы спровоцировать реакцию слияния ядер). Напомним, что по целому ряду причин получить от искусственных термоядерных реакций намного больше энергии, чем на них затрачивается, очень сложно, поэтому новое средство их инициирования может оказаться весьма полезным.

Отчёт об исследовании опубликован в издании Journal of Modern Physics (доступен полный текст).

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Александр Березин

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА