Miniatuurne osakestepõrguti jõudis esimese verstapostini ({{commentsTotal}})

AWAKE katseseade.
AWAKE katseseade. Autor/allikas: CERN

Euroopa Tuumauuringute Keskuse füüsikud kiirendasid elementaarosakesi – elektrone – uuel viisil rekordiliselt kiiresti. Saavutus sillutab teed praegustest osakestekiirenditest märkimisväärselt väiksemate põrgutiteni.

Šveitsi ja Prantsusmaa piiril asuva Suure Tuumaosakeste Põrguti läbimõõt küündib 27 kilomeetrini. Maailma kõige võimsama osakeste kiirendi ehitamiseks kulus 7,5 miljardit eurot. Mineviku põhjal võib oodata, et tulevikus nõuab universumi veelgi paremaks mõistmiseks tarvilike katseseadmete ehitamine veel rohkem raha ja ressursse. Nii üritavad leida teadlased ka uusi viise põrgutavatele osakestele võimalikult suure energia andmiseks.

Praegu kasutatakse selleks suuremates kiirendites metallõõnsusi, milles võnguvad elektromagnetväljad, raadiolained. Sarnaselt surfarile ja merelainetele koguvad laetud osakesed lainest täpselt õigel hetkel möödudes kiirust. Mida rohkem on selleks võimalusi, antud juhul resonaatoreid, seda suurem on lõpuks nende kantav energia. Seda rohkem saab tekkida neist ka kokkupõrkel sihtmärgiga uusi ja raskemaid osakesi.

Ajakirjas Nature kirjeldatavas AWAKE eksperimendis kasutatakse elektronide kiirendamiseks plasmat ja prootonkiiri – ülikiiresti liikuvaid positiivse elektrilaenguga osakesi. Proovikatsetes sai anda sel viisil kümne meetri pikkuse kiirendiga elektronidele kahe gigaelektronvoldini küündiv energia. Võrdlusena suutsid vanemat tüüpi televiisorite elektronkiirtorud osakestele 20 000 elektronvoldi suuruse energia.

Suurema samal põhimõttel töötava eksperimendiga võiks seeläbi anda elektronidele kiirema hoo kui ühegi teise praegu olemasoleva katseseadmega. Meetri kohta ületab AWAKE'i osakestele antav energiahulk olemasolevaid parimaid elektronkiirendeid kaks kuni kuus korda. Töörühm märkis, et meetri kohta antava energia hulka võib olla võimalik meetodi lihvimisel veel viiekordistada.

Elektronide kiirendamiseks saatsid füüsikud eesotsas Edda Gschwendteriga rubiidiumigaasiga täidetud õõnsusesse laserkiire. Laser oli seejuures piisavalt võimas, et lahutada kuumaks köetud gaas aatomituumadeks ja elektronideks. Nii sai täpselt samas suunas saadetud prootonitest koosneva kiirega plasma elektriliste tõmbe- ja tõukejõudude mõjul korrapäraselt võnkuma lüüa. Viimaks veidi teise nurga all ja täpselt õigel hetkel teele saadetud elektronid hakkasid surfama piltlikult raadiolainete asemel plasmalainetel.

Otseses mõttes lauanurgale mahtuvate kiirendite ning potentsiaalselt meditsiinis ja alusuuringuteks sobivate kiirendite ehitamisest on teadlased aga veel kaugel. Eksperimentides kasutati prootonkimbu tekitamiseks ja plasmale tarviliku energia andmiseks Suure Tuumaosakeste Põrguti eelkiirendit.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa



ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: