Bilimsel GelişmeFizikTeknoloji HaberUzay-Zaman

Bilim İnsanları,Işık Hızına Yakın Elektron Demetleri Üreten Kompakt Parçacık Hızlandırıcı Üretti

Bilim insanları, lazer ışığıyla elektron demetlerini ışık hızının %99,99’una çıkarabilen, cep tipi kompakt bir parçacık hızlandırıcı geliştirmeyi başardı. Araştırmacılar bu sonuca ulaşmak için, ışığı yavaşlatarak elektron hızıyla eşlemek zorundaydı. İşte bunun için bilim insanları, insan saçından bile ince kuartz tabakaları dizili metalden bir düzenek oluşturdu.

Bu büyük atılım sayesinde 10 femtosaniyeden kısa sürede parçacık manipülasyonu ve ölçüm kabiliyeti ediniliyor. Bu sayede atomik hareketin strop( elektronik flaş) fotoğrafları yaratılabilecek.

Yapılan bu demonstrasyon sayesinde,yüksek enerjili, yüksek yüklü, yüksek kaliteli Terahertz sürücülü hızlandırıcılar daha ucuza mal olurken , boyut da küçülecek. Hızlandırıcıların küçülmesi ve ucuzlamasıyla daha geniş çaplı uygulamalarda inanılmaz makineler yapılabilir.

Parçacık hızlandırıcılar, parçacık fiziği, malzeme karakterizasyonu, radyoterapi cihazlarında, radyo izotop üretimiyle tıbbi görüntülemede ve güvenliklerin kargo görüntülemesinde kullanılabiliyor. Bu teknolojinin (radyo frekans hızlandırıcı) temeli,2. Dünya Savaşı’nda radarların geliştirilmesiyle atıldı.

Nature Photonics’de yeni yayınlanan bir araştırmada, ,Terahertz frekansta ışık atımları yapabilen lazerlerin kullanmanın eşsiz bir çözüm olduğu gösterildi. Terahertz bölgesi kızılötesi(TV kumandası) ve mikrodalga(fırın) spektrum arasındaki bölgedir. Lazerlerler üretilen THz radyasyon ideal milimetrelik ölçekte dalga rejiminde olduğunda, yapı dokusu basittir. Bu yarım döngülük dalga boyları ile tüm elektron demetlerini yüksek yüklü miktarda hızlandırabilir.

Daha Ucuz ve Küçük Olduğundan Kullanım Alanı Genişleyecek

Baş yazarlığını Manchester Üniversitesi’nden Dr. Morgan Hibberd’in yaptığı araştırmada şöyle deniyor: “ Asıl zorluk; hızlandırılmış THz alanın hızını, neredeyse ışık hızındaki elektron ışını hızıyla eşleştirirken; aynı zamanda düşük hızlı THz atım zarfının dağılmasıyla, sürüş alanı ve elektron etkileşimi üzerindeki hızlanan yapının uzunluğunu önemli miktarda kısaltmasını engellemekti.”

“İşte bu problemi daha uzun atımlar üretirken daha dar frekans aralığında kalabilen eşsiz bir THz kaynağı geliştirerek, etkileşimi önemli miktarda arttırdık. Sonraki adımımız, ışın kalitesini korurken daha yüksek enerji kazanımı sağlamak olacak. Bunu yaparsak THz kaynağı enerjisini rafine ederek arttırabilmeyi umuyoruz ve bunun üzerinde çalışıyoruz.”

Terahertz frekans lazer atımları ile kontrollü rölativistik ışın demetleri üretmek parçacık hızlandırıcılarda bir devrim yaratabilir.Mevcut parçacık hızlandırıcılara kıyasla elektromanyetik frekanslar 100 kat daha yüksek parçacık ışınların femtosaniye  kontrolünü sağlayacaktır.

Araştırmacılar Hamburg’daki 3 km’lik X ışını kaynağı gibi araştırma hızlandırıcılarına gözünü dikti. Araştırmacılar bu çalışmaların radyoterapi ve materyal karakterizasyonu alanlarında doğrudan etkileri olacağını düşünüyor.

Kaynak: https://phys.org/news/2020-08-scientists-compact-particle-electron-nearer.html?

İleri Okuma: Morgan T. Hibberd et al. Acceleration of relativistic beams using laser-generated terahertz pulses, Nature Photonics (2020). DOI: 10.1038/s41566-020-0674-1

Facebook Yorumları
Daha Fazla Göster

Oğuz Sezgin

Bir bilim sever ve kimyager olarak, internetteki eksikliği görerek Gerçek Bilim’i 2012'de kurdum. Bu sitede gördüğünüz pek çok bilim ve teknoloji haberini oldukça ciddi kaynaklardan toplayarak sizin için araştırıyor, çeviriyor ve geliştiriyorum. Gerçek Bilim'deki diğer yazarlar ve ben, her gün baş döndürücü şekilde gelişen bilim ve teknoloji haberlerini size aktarmaktan kıvanç duyarız.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Başa dön tuşu