1 / 22

Laserově řízené urychlování částic

Laserově řízené urychlování částic. Jaroslav Švec Ondra Horský. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. O co jde?. Vývoj intenzity laserů Výhodné oproti elektromagnetickým typům urychlovačů pole:TV/m oproti MV/m

deva
Download Presentation

Laserově řízené urychlování částic

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Laserově řízené urychlování částic Jaroslav Švec Ondra Horský Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

  2. O co jde? • Vývoj intenzity laserů • Výhodné oproti elektromagnetickým typům urychlovačů • pole:TV/m oproti MV/m • Krátké svazky oproti běžným urychlovačům (1000x) • Krátká urychlovací délka • Využití – ve fyzice, medicíně, technice atd.

  3. (Ne)urychlování • Energie ~ 3MeV • Rychost už kolem 0,99 c • Energie 150 Gev • Rychlost se ale zvětší relatině nepatrně na 0,999…9 c • V podstatě jde tedy spíše o zvětšování energie částic, než jejich urychlování!

  4. Dvě cesty vývoje • Co největší výkon k urychlování • Efektivnější řešení urychlování Dvě cesty vývoje

  5. Schéma experimentu

  6. Typy urychlování Dvě cesty vývoje • Elektronů – náš případ (energie dodaná během mnohem kratší doby) • Iontů

  7. Urychlování elektronů • Postupující impuls odděluje elektrony od iontů a vytváří za sebou postupující elektrické pole • Elektrony jsou urychlovány potenciálem v plazmatu za laserem

  8. LWFA laser wake-fieldacceleration Krátkého laserového pulsu (<1 picosekunda) Délka pulzu odpovídá hustotě plazmatu Rychlost vlny menší než rychlost světla - elektrony (pohybující se rychlostí světla) utečou z příznivé urychlovací fáze a začnou se zpomalovat - omezená urychlovací délka

  9. RLWFA resonant laser wake-fieldacceleration Řadou pulzů se docílí rezonančního růstu vln, (účinky jednotlivých pulzů se sečtou) Ve fázi návrhů Výhoda: není nutný výkonný laser Nevýhoda: nutnost vysoké přesnosti ( načasování na femtosekundy, optická dráha přesná na mikrometry)

  10. PBWAplasma beat-waveaccelerator Navrhovaná dříve (LWFA – krátkovlnné lasery s vysokou intenzitou, pulzy nebyly dostupné.) Dva dlouhé laserové svazky s mírně odlišnou frekvencí kdy ω1 – ω2 = ωp, kde ωp je frekvence plazmatu. Pulzy interferují a rezonančně budí vlny

  11. SMLWFA self-modulated laser wake-fieldacceleration Pro danou délku pulzu, hustota plazmatu je větší než pro LWFA  vyšší urychlovací pole Interakce pulzu s plazmatem způsobí, že dlouhý pulz je rozdělen na řadu krátkých Více nestabilní než LWFA

  12. PWFA – svazkem e+ nebo e- Analogické LWFA, místo laserového pulzu je použit intenzivní elektronový svazek Výhoda: (oproti LWFA) vlna se pohybuje rychlostí světla - není omezena interakční délka Omezení: energie se maximálně zdvojnásobí

  13. Laser – PALS (PragueAsterix laser System) • Nepoužívá se k urychlování • V současné době pokusy s generací rengenového záření • maximální výkon 20TW

  14. Schéma laseru

  15. Filtry http://www.pals.cas.cz/pals/pac225ma.htm Svazek musí být homogenní v celém průřezu Jedná se o prostorovou filtraci (odstraní halo způsobené rozptylem na vzduchu)

  16. Filtry • Zvětšují průměr laserového svazku tak, aby odpovídal průměru vstupní apartury následujícího zesilovače. http://www.pals.cas.cz/pals/pac225ma.htm

  17. Zesilovače • Udržují valenční elektrony plynu v zesilovačích v ionizovaném stavu pomocí UV záření. • Při průletu laserového záření dochází k navrácení excitovaných elektronů na svou původní energetickou hladinu a vyzáření fotonu ve stejné fázi.

More Related