Didįjį hadronų greitintuvą (LHC) sumažinti tiek, kad jį būtų galima pastatyti ant stalo – rimtas iššūkis. Bet visai kito lygio iššūkis – miniatiūriniu dalelių greitintuvu pasiekti net 1000 kartų didesnį energijos gradientą. Lawrence'o Berkeley nacionalinės laboratorijos mokslininkai sugebėjo padaryti abu šiuos žygdarbius – ir juos aprašė recenzuojamame leidinyje „Physical Review Letters“.
Mokslininkų grupė savo greitintuvo, pavadinto „Berkeley Lab Laser Accelerator“ (BELLA) lazerio spindulį nukreipė į 9 centimetrų ilgio plazmos vamzdelį, kurio skersmuo – vos 500 mikrometrų. Elektronai vamzdelyje buvo įgreitinti iki 4,25 gigaelektronvoltų energijos, sukuriant net trimis eilėmis didesnį energijos gradientą, nei sugeba galingiausi tradiciniai greitintuvai ir pasiekiant naują lazerio-plazmos greitintuvų pasaulinį rekordą.
„Lazerio spindulį leidžiame per 14 metrų atstumu esančią 500 mikronų skersmens skylutę. BELLA lazerio spindulys yra pakankamai didelio krypties stabilumo, kad galėtume tai padaryti. Lazerio impulsas, paleidžiamas kartą per sekundę, yra stabilus iki procento dalių. Naudojant kelis lazerio šaltinius to niekada nebūtų įmanoma pasiekti“, – aiškino ataskaitos pagrindinis autorius Wilmas Leemansas.
Rekordinės galios nebūtų įmanoma pasiekti be kvadrilijono vatų galios, generuojamos BELLA lazerio, pradėjusio veikti praėjusiais metais.
„Kad tai būtų įmanoma, reikia neįtikėtinai gerai kontroliuoti ir lazerį, ir plazmą“, – sakė W. Leemansas.
Greitintuvas veikia lazerio spindulį leidžiant per plonutį, neilgą vamzdelį su plazma. Lazerio impulsas sukuria kanalą plazmoje, o lazerio bangos pagauna ir įgreitina elektronus iki aukštos energijos būsenų, panašiai kaip vandenyno bangos suteikia greitį banglentininkams.
Artimiausioje ateityje W. Leemansas su kolegomis sieks ir 10 gigaelektronvoltų ribos. Tačiau tam reikės dar tiksliau valdyti plazmos kanalo tankį, kanalą skrodžiant lazerio spinduliui.
