নতুন কণা অ্যাক্সিলারেটর বাঁকা লেজার বিম দ্বারা চালিত হয় - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

একটি লেজার ওয়েকফিল্ড এক্সিলারেটর (LWFA) যা ইলেক্ট্রনকে ত্বরান্বিত করার সময় বাঁকা চ্যানেল বরাবর এর লেজার রশ্মিগুলিকে গাইড করে জি ঝাং এবং চীনের সাংহাই জিয়াও টং বিশ্ববিদ্যালয়ের সহকর্মীরা। নতুন কৌশলটি প্রচলিত কণা ত্বরণকারীর কমপ্যাক্ট, সস্তা বিকল্পগুলির বিকাশের দিকে একটি মূল পদক্ষেপ হতে পারে।

একটি এলডাব্লুএফএ-তে, একটি গ্যাসের মধ্যে একটি তীব্র লেজার পালস ফোকাস করে একটি ঘন প্লাজমা তৈরি করা হয়। যখন এটি গ্যাসের মধ্য দিয়ে চলে, পালস বিকল্প বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের একটি অঞ্চল তৈরি করে - একটি "ওয়েকফিল্ড" - যা একটি চলন্ত নৌকার প্রেক্ষিতে তৈরি হওয়া জলের তরঙ্গের মতো।

এই তরঙ্গে চড়ে, রক্তরসের মধ্যে ইলেকট্রনগুলি খুব অল্প দূরত্বে খুব উচ্চ শক্তিতে ত্বরান্বিত হতে পারে। ফলস্বরূপ, এই কৌশলটি প্রচলিত সিস্টেমের তুলনায় অনেক ছোট অ্যাক্সিলারেটর বিকাশের জন্য দুর্দান্ত প্রতিশ্রুতি দেখায়। এই ধরনের কমপ্যাক্ট ডিভাইস চিকিৎসা এবং গবেষণা অ্যাপ্লিকেশনের জন্য খুব দরকারী হবে।

রিইনজেকশনের সমস্যা

ইলেকট্রনকে আপেক্ষিক গতিতে পৌঁছানোর জন্য, ত্বরণ একাধিকবার ঘটতে হবে, একটি LWFA পর্যায় থেকে ইলেক্ট্রনগুলিকে পরেরটিতে ইনজেক্ট করা হবে। দলের সদস্য হিসেবে এটা সহজ নয় মিন চেন ব্যাখ্যা করে, "যেহেতু জাগরণটি দশ মাইক্রোমিটার আকারের এবং এর বেগ আলোর গতির খুব কাছাকাছি, তাই ইলেক্ট্রন পুনঃপ্রক্রিয়া অত্যন্ত কঠিন"। যদিও সাম্প্রতিক কিছু গবেষণায় প্লাজমা লেন্সের মতো কৌশল ব্যবহার করে রিইনজেকশন অর্জন করা হয়েছে, গবেষকরা শুধুমাত্র দ্বিতীয় পর্যায়ে ইলেকট্রনের একটি ছোট ভগ্নাংশকে ইনজেকশন করতে পেরেছেন।

2018 সালে, ঝাং এবং চেনের দল একটি নতুন পদ্ধতির সূচনা করেছিল যেমন চেন বর্ণনা করেছেন, “আমাদের স্কিমে, ইলেকট্রনগুলি সর্বদা একটি সোজা প্লাজমা চ্যানেলের মধ্যে ভ্রমণ করে, যেখানে তারা লেজার ওয়েকফিল্ড দ্বারা ফোকাস করা যেতে পারে। দ্বিতীয় তাজা লেজারটি তারপরে একটি বাঁকা প্লাজমা চ্যানেল দ্বারা পরিচালিত হয় এবং হাইওয়ে র‌্যাম্পের মতো সোজা চ্যানেলে মিশে যায়।"

প্রতিটি নতুন পর্যায়ের শুরুতে ইলেক্ট্রনগুলিকে ইনজেকশন দেওয়ার পরিবর্তে একটি অবিচ্ছিন্ন পর্যায়ে ভ্রমণ করার অনুমতি দিয়ে, এই পদ্ধতিটি গবেষকদের ত্বরণের সময় অনেক বেশি কণা ধরে রাখতে সক্ষম করবে।

টলমল প্লাজমা

প্রথম দিকে, দলের লক্ষ্য অত্যধিক উচ্চাভিলাষী প্রদর্শিত হতে পারে. যদি একটি রশ্মি সোজা চ্যানেলের সাথে একত্রিত হওয়ার সাথে সাথে কেন্দ্রের বাইরেও থাকে তবে এটি প্লাজমা ওয়েকফিল্ডকে নড়বড়ে হতে পারে - ইলেকট্রনগুলিকে তাদের সরল পথ থেকে ফেলে দেয় এবং তাদের ত্বরণ হ্রাস করে।

ঝাং-এর দল চ্যানেলের বক্রতা পরিবর্তন করে এই চ্যালেঞ্জটি মোকাবেলা করেছিল, যা ভিতরের প্লাজমার ঘনত্বের ভিন্নতা তৈরি করেছিল। ঠিক সঠিক বক্রতা দিয়ে, তারা দেখতে পেল যে তারা লেজার রশ্মির অবস্থানকে দোদুল্যমান থেকে থামাতে পারে - যাতে যখন ইলেকট্রনগুলি চ্যানেলের সোজা অংশে ইনজেকশন করা হয়, ফলে ওয়েকফিল্ডটি কণাকে উচ্চ গতিতে ত্বরান্বিত করার জন্য যথেষ্ট স্থিতিশীল ছিল।

নতুন ইলেক্ট্রন অ্যাক্সিলারেটর লেজার এবং প্লাজমা ওয়েকফিল্ড কৌশলগুলিকে একত্রিত করে

তাদের সর্বশেষ পরীক্ষার মাধ্যমে, গবেষকরা তাদের পদ্ধতির আরও একটি সুবিধা আবিষ্কার করেছেন। "আমরা দেখেছি যে কিছু ক্ষেত্রে, শুধুমাত্র লেজারকে নির্দেশিত করা যায় না, এটি বাঁকা চ্যানেলের ভিতরে একটি ওয়েকফিল্ড তৈরি করতে পারে এবং ইলেকট্রনকে ত্বরান্বিত করতে পারে," চেন ব্যাখ্যা করেন। “সাধারণত এগুলি কেবল একটি সোজা প্লাজমা চ্যানেলে পাওয়া যেত। এর মানে লেজার এবং উচ্চ শক্তির ইলেকট্রন উভয়ই এই ধরনের বাঁকা প্লাজমা চ্যানেলে পরিচালিত হতে পারে।"

দলটি বিশ্বাস করে যে এর প্রাথমিক ফলাফল একটি গুরুত্বপূর্ণ মাইলফলক। "আমাদের পরীক্ষা দেখায় কিভাবে আপেক্ষিক ইলেক্ট্রনগুলি একটি বাঁকা প্লাজমা চ্যানেল দ্বারা স্থিরভাবে পরিচালিত হতে পারে, যা আমাদের মঞ্চস্থ ওয়েকফিল্ড ত্বরণ প্রকল্পের গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ," চেন বলেছেন। "ভবিষ্যতে, এই জাতীয় চ্যানেলগুলি ওয়েকফিল্ড ত্বরণ এবং ইলেক্ট্রন গাইডিংয়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।"

যদি তারা একাধিক বাঁকা চ্যানেল ব্যবহার করে উচ্চ সংখ্যক ত্বরণ পর্যায় প্রদর্শন করতে পারে, ঝাং-এর দল আশা করে যে টেরাইলেক্ট্রনভোল্ট শক্তি একদিন LWFA-এর নাগালের মধ্যে হতে পারে আধুনিক কণা ত্বরণকারীর আকার এবং খরচের একটি ভগ্নাংশে। "মুহুর্তের জন্য, আমরা বলতে পারি যে আমাদের অধ্যয়ন স্টেজড লেজার ওয়েকফিল্ড ত্বরণের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপের সমাধান করে এবং একটি কমপ্যাক্ট সিঙ্ক্রোট্রন বিকিরণ উত্সের সম্ভাবনা দেখায়," চেন বলেছেন।

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে দৈহিক পর্যালোচনা চিঠি.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। মোটরগাড়ি / ইভি, কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• ব্লকঅফসেট। পরিবেশগত অফসেট মালিকানার আধুনিকীকরণ। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/new-particle-accelerator-is-driven-by-curved-laser-beams/