Физики предложили уменьшить размеры ускорителя частиц в 1000 раз

Технология еще недостаточно развита, чтобы ее можно было использовать в следующем коллайдере. Но она подает надежды на коллайдер будущего. В прошлогодних экспериментах, в которых лазер использовался для управления пучком частиц, группа из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли в Калифорнии продемонстрировала, что она может разогнать электроны до энергии 10 миллиардов электронвольт (эВ) на расстоянии всего 30 сантиметров. Это пока около одной сотой энергии, достигаемой пучками в БАК, который разгоняет частицы на расстоянии более 27 километров, но технология быстро развивается.

Исследователи из SLAC и Немецкого электронного синхротрона (DESY) в Гамбурге работают над сужением фокуса пучков и распределением энергий их частиц. В статье, опубликованной в Nature в апреле, физики DESY показали, что они могут создать пучок, столь же однородный, как и те, которые производятся на обычном ускорителе.

Сторонники кильватерного ускорения надеются, что версия технологии может быть готова вовремя, чтобы начать работу над модернизацией ускорителей в 2050-х годах. Это увеличит ее энергию в 20 раз, с примерно 500 миллиардов эВ до 10 триллионов эВ.

CERN сейчас разрабатывает FCC (Future Circular Collider) — это традиционный коллайдер, но более мощный, чем БАК. Если планы CERN будут реализованы, кильватерное ускорение можно будет использовать в другом месте, говорит Муггли. Физики на разрабатываемом китайском кольцевом электрон-позитронном коллайдере, обсудили включение кильватерного ускорения в инжектор для ввода частиц в ускоритель, говорит Муггли. Эта технология может быть использована для создания синхротронов размером с комнату и лазеров на свободных электронах, которые создают мощное рентгеновское излучение.

Сегодня ускорение кильватерного поля еще не может конкурировать с традиционными большими коллайдерами, но компактные комнатные ускорители могут повлиять на развитие биотехнологий и медицины, в том числе для точного и мощного облучения опухолей, практически не повреждающего здоровые ткани.