В CERN установили рекорд темпа разгона частиц в компактном ускорителе

Международная группа физиков из объединения CERN разогнала электроны до энергии в 2 ГэВ в установке длинной всего 10 м. Новая техника разгона частиц под названием «кильватерное ускорение» позволит уменьшить размеры установок, снизить затрату на их производство и повысить их мощность. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature.

Работа над компактными ускорителями с высокой мощностью AWAKE началась в 2013 году. В существующих ускорителях частиц используются сверхпроводящие радиочастотные резонаторы, проходя через которые, пучки протонов ускоряются под действием электромагнитного поля. Однако при таком способе ученые не могут поднять напряженность выше, чем 100 МВт/м.

При кильватерном ускорении частицы летят сквозь плазму и ускоряются под действием волн, возникающих в ней.

Константин Лотов, профессор Новосибирского университета - «Название „кильватерное ускорение“ появилось из-за аналогии со следом на поверхности воды, который остается за кормой идущего судна. Пучок-драйвер, проходя через плазму, создает в ней волну и таким образом разгоняет электроны, летящие следом. Раньше в качестве драйвера использовались пучки электронов или мощные лазерные импульсы. Мы же нашли способ использовать протонный пучок, в котором в тысячи раз больше энергии, чем в самых лучших электронных и лазерных драйверах».

Ранее группе физиков из объединения «Atlas эксперимент» (одного из четырех экспериментов на адронном коллайдере LHC) впервые удалось понаблюдать за распадом бозона Хиггса на b-кварки. Таким образом ученые доказали, что поле Хиггса можно использовать для наделения фермионов (кварков и лептонов) силой, пропорциональной массе частицы.