Elektron dipercepatkan kepada tenaga tinggi menggunakan plasma yang dijana laser dalam pemecut medan sinar laser (LWFA). Berukuran ratusan meter berbanding sentimeter, peranti ini jauh lebih kecil daripada pemecut zarah berasaskan frekuensi radio, menjadikannya pengganti yang lebih berpatutan dan berkesan. Keupayaan LWFA untuk menghasilkan zarah dengan tenaga yang setanding dengan rakan konvensional mereka masih perlu dibuktikan oleh penyelidik. Kini, Xinzhe Zhu dari Universiti Jiao Tong Shanghai dan rakan sekerja telah selangkah lebih dekat kepada matlamat ini dengan menunjukkan mekanisme untuk mengikat berbilang LWFA dengan cara yang meningkatkan potensi pecutan mereka.
Dalam LWFA, zarah bercas memacu gelombang plasma yang dihasilkan oleh laser berkuasa sehingga halaju relativistik. LWFA tunggal hanya boleh memberikan beberapa GeV tenaga zarah kerana tenaga laser berkurangan dengan jarak dan rasuk zarah dan gelombang plasma dengan cepat kehilangan koordinasi. Masalah ini boleh diselesaikan dengan menghantar zarah melalui beberapa LWFA yang saling berkaitan. Walau bagaimanapun, kaedah semasa untuk menggabungkan LWFA memerlukan pancaran untuk difokuskan pada setiap pautan, mengurangkan kecekapan proses.
Zhu dan rakan sekerja dapat memintas masalah ini dengan mengekalkan saluran berterusan untuk zarah dan menyasarkan setiap laser LWFA pada medium sepanjang trajektori melengkung. Untuk menunjukkan pendekatan ini, kumpulan itu mencipta tiub melengkung sepanjang 3 cm di dalam blok nilam. Rasuk elektron pra-dipercepatkan memasuki LWFA di sepanjang "lebuh raya" lurus, manakala laser bergerak di sepanjang "tanjakan" melengkung yang didorong oleh perubahan ketumpatan plasma. Susunannya menyerupai tanjakan lebuh raya.
Zhu dan rakan sekerja menunjukkan bagaimana sistem mereka boleh mempercepatkan elektron yang disuntik kepada tenaga sub-GeV dan mengarahkan laser LWFA. LWFA baharu kini ditambah kepada yang sedia ada untuk mempercepatkan elektron kepada tenaga TeV.
Sumber: physics.aps.org/articles/v16/s74
Günceleme: 25/05/2023 17:19