10 января 2009 г.

Про лазерные ускорители

Меня попросили прокомментировать недавнюю новость на Хабрахабре про лазерные ускорители с броским и совершенно неадекватным названием Настольные лазерные ускорители отправят БАК на свалку истории. Я подумал, что полезно будет ответ вынести в отдельный пост.

Во-первых, эта тема уже давняя; прогресс в ней идет, но очень постепенно. Поэтому получилось так, что в Рунете уже есть несколько хороших научно-популярных по этой теме.

Во-вторых, тут есть две разные технологии ускорения, которые люди часто путают: есть лазерные ускорители и есть плазменные ускорители. Плазменные делятся на лазерно-плазменные и "пучково-плазменные" (разницу см. ниже). Заметка на Хабрахабре была про лазерно-плазменные.

В лазерных ускорителях светят коротким мощным импульсом прямо на мишень, из которой свет буквально "выдувает" электроны, а они уже тащят за собой протоны или ядра. Либо прямым давлением света, но это еще плохо изучено. В плазменных ускорителях в облачке плазме создается колебание (либо с помощью лазерного импульса, либо с помощью еще одного сгустка частиц), которое подхватывает полетающие мимо низкоэнергетические электроны и передает им энергию (это называется ускорение кильватерными полем).

Материалы про лазерные ускорители
Материалы про плазменные ускорители Всё это конечно хорошо, но надо помнить две вещи. Первая -- эти ускорители остаются пока низкоэнергетическими. Для того, чтобы добраться хотя бы до 1 ТэВ, требуется последовательно поставить много таких ускорителей. Кроме того, что технически непросто будет синхронизовать их работу, еще совершенно неизвестно, будут ли они увеличивать энергию, скажем, с 200 ГэВ до 210 ГэВ, так же эффективно, как с 1 ГэВ до 11 ГэВ. Вторая, более важная. Максимальная энергия -- это далеко не единственная и не самая важная характеристика ускорителя, если его будут потом использовать для столкновения пучков. Более важной является его светимость -- характеристика, показывающая насколько часто происходят столкновения частиц. А она зависит как от интенсивности пучков (т.е. сколько частиц в сгустке), так и от того, насколько хорошо сгустки сжали. По светимости эти ускорители не идут ни в какое сравнение с Большим адронным коллайдером. Есть другие харакретистики -- например, энергетический разброс частиц в сгустке, возможность их поляризации и т.д., с которыми у лазерных или плазменных ускорителей дело обстоит очень плохо.

В общем, лазерные и плазменные ускорители действительно скоро станут очень полезным и компактным инструментом, но работать они будут в своей нише и заменить крупные коллайдеры в ближайшие десятилетия не смогут.

И напоследок, если кто не знает: New Scientist, откуда пошла эта "новость" -- это желтый журнал, ему доверять не надо.

11 комментариев:

  1. Анонимный10/1/09 19:23

    Игорь, большое спасибо! Дал в комментариях ссылку на Ваш блог.

    ОтветитьУдалить
  2. New Scientist - пылесборник и хорош именно в этом качестве. То есть прочитав там заметку стоит посмотреть сразу и оригинал, на который они все же в большинстве случаев ссылаются.

    ОтветитьУдалить
  3. Да, но практически никто оригинал не читает. В ситуации, когда читать оригинал лень/нет доступа/нет времени/непонятно, я думаю, лучше новости оттуда не тиражировать вовсе.

    ОтветитьУдалить
  4. Ааа,вон оно что...А то уж я подумал,что наконец-то научились выпрямлять лазерное излучение подобно тому, как выпрямляют переменный ток (преобразуют переменный ток в постоянный,если строго по-научному).

    ОтветитьУдалить
  5. Это Вы сильно сказали :) Предлагаю вначале попробовать выпрямить звук.

    ОтветитьУдалить
  6. Я не сказал - я повторил:)Впервые я узнал о попытках выпрямить(извините за жаргон,но так поятнее,о чём речь) свет от моего институтского преподавателя физики четверть века назад.
    Про звук здорово,но imho не в тему:свет - всё-таки электромагнитное излучение,звук - нет.

    ОтветитьУдалить
  7. Я не знаю, что имел в виду Ваш предподаватель физики, но самое главное и в свете, и в звуке -- это колебания. Если Вы "выпрямите" ЭМ волну, это уже не будет ЭМ волной. То же самое и со звуком.

    ОтветитьУдалить
  8. Анонимный17/1/09 12:33

    А чем это может быть(в теории хотя бы)?

    ОтветитьУдалить
  9. Постоянным электрическим полем. Которое стоит и никуда не движется.

    ОтветитьУдалить
  10. Не обязательно.Возможно пульсирующее поле,меняющееся по величине.Вроде пульсирующего тока,постоянного по направлению,но меняющегося по величине.

    ОтветитьУдалить
  11. Пожалуйста. Это будет просто наложение постоянного электрического поля и ЭМ волны, ничего иного не дано. Если Вам нравится, можете называть это "выпрямленным лазерным излучением", только никаких новых свойств поле от этого не приобретет.

    ОтветитьУдалить