В новом исследовании, опубликованном в Nature Physics, физики разогнали электроны до 396 МэВ, что более чем вдвое превышает традиционный предел для лазерно-плазменных ускорителей на том же расстоянии. Секрет — в специально сконструированном лазерном импульсе под названием "летающий фокус". Эту информацию сообщает сайт Phys.org.
Лазерно-плазменные ускорители создают волну заряда в плазме, которая разгоняет частицы на расстоянии в сантиметры, а не километры. Но раньше электроны быстро "убегали" от волны и переставали набирать энергию — это явление называют дефазировкой.
Чтобы её устранить, команда использовала метод, предложенный в 2020 году. "Летающий фокус" позволяет управлять скоростью точки пиковой интенсивности лазера, не привязываясь к скорости света в плазме. В эксперименте со смесью водорода и аргона электроны достигли энергии 396 ± 14 МэВ при расчётном пределе 185 МэВ.
Исследователи подчёркивают, что для достижения 100 ГэВ потребуется ускоритель длиной менее метра — примерно в 20 раз короче традиционного. Однако пока это лишь доказательство концепции, и для практического применения нужна дальнейшая работа.
Ведущий автор — Чарли Арроусмит из Лаборатории лазерной энергетики Рочестерского университета.