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加速装置ベースの科学的な実験を行うコストを削減します

Published on June 25, 2009 at 8:16 PM

バークレーの実験室の科学者は証明した 2006 年に世界を圧倒しましたセンチメートルの間隔非常に高エネルギー (1 GeV、か何百よりもむしろ十億の電子ボルト) に電子をものメートル加速できることを。 同じ概念を使用して、それらの科学者はプロジェクトを次のレベルに取り、電子ビームを負かすことができるちょうど 1 メートルの間隔で 10 GeV を超過するエネルギーにレーザーベースの加速装置を構築することを計画します。

Wim Leemans は BELLA のプロジェクト・リーダー、アメリカの回復および再投資の行為から $20,000,000 を受け取る計画されたレーザー血しょう加速装置です。

、バークレーの実験室レーザーの加速装置約 4 年以内に完了されたとき、か BELLA は一連の同期されたレーザーシステムの利用によって、高エネルギー粒子を加速する新しく、コンパクトな方法の約束を、示します。 結果は高エネルギー粒子の物理学者にだけまた化学者、生物学者、医者および国家安全保障の役人に興味です。

アメリカの回復および再投資の行為から資金調達の $20,000,000 を受け取る BELLA はエネルギー省が 3 月の実験室のための回復行為の資金調達の $115.8 百万を発表したときにバークレーの実験室のためのリストの唯一の科学のプロジェクトでした。 残りはオフィスおよび実験室スペースの構築そしてアップグレードとプロトタイプ高速データ網を構築するために割り当てられます。 (下部組織のプロジェクトについての詳細のために、ここにクリックして下さい。)

約 $28,000,000 の総予算によっておよそ 50 のジョブを生成すると、 BELLA は期待されます。 レーザーの技術者、レーザーを収納する、およびオフサイト労働者を団結します支援システムを供給する会社で建物アップグレードするためにエンジニアおよび構築のような現地の労働者を両方、含んでいること。 約 $7,000,000 は構築および安全の方に行きます; 残りは光学、診断、および他の技術システムのようなそれを、アセンブルし、実行するのに必要とされたレーザーおよびすべての獲得の方に行きます。 全体のシステムはクリーンルーム、新しいレーザーの実験室スペースそして追加保護を含むために再構成され、アップグレードされ、バークレーの実験室の既存建造物で収容されます。

プロジェクト・リーダー Wim Leemans はバークレーの実験室の建物のレーザーで彼のほぼ 18 年およびレーザーの加速装置との働きの多くを過ごしました。 オックスフォード大学のサイモン売春婦と協力して、彼のグループの彼そしてメンバーはレーザーwakefield 加速のための世界記録、粒子がレーザー光線の強いパルスによって生成される血しょうの波によって加速される技術を壊した 2006 年に主要な進歩を達成しました。 レーザーのパルスの結果として、電子はイオン化されたガスの波をサーフします。 Leemans および協力者はちょうど 3.3 センチメートルの間隔の以上 1 GeV のエネルギーに電子ビームを加速するのにこの概念を使用しました。 50 GeV に倍力電子に 2 マイル (3.2 キロメートル) を取るスタンフォード直線加速装置の中心とそれ、または SLAC を比較して下さい。

プロジェクトの主な目的が高エネルギー物理学の研究のためのよりコンパクトな加速装置の新しい世代を開発することであるがレーザー血しょう wakefield の技術に複数の潜在的なアプリケーションがあります。 複数のGeV ビームは高視準を正された農産物非破壊的な方法で貨物を突き通すことができる検査官を可能にする高エネルギー光子に国家安全保障のために非常に役立つパッケージの中で遠隔に 「見ます」使用できます。 また BELLA が自由電子レーザーを構築するのに使用できます (FEL)。 すべてのレーザーのように、 FELs は精力的な一条の光線を出します。 しかし慣習的なレーザーとは違って、それらはそれらを非常に調整可能にさせる別の一組の主義を作動させます。 このような理由で特性、自由電子レーザーは基本的なエネルギー研究の問題で働くさまざまなフィールドの材料の科学者、化学者、生物学者および研究者のための非常に貴重なツールをできま、 ultrashort 厳密に調べるようにそれらが提供 nanoscale 現象します。 tunability はまたそれらを医学診断のために有用にさせます。

最後に、修正と、 BELLA は医学的用途のための非常に高解像の X 線の画像を撮るのに使用できる狭い帯域幅の X 線ビームを作り出すことができます。 レーザー血しょう加速装置を運転するレーザー技術が改良し比較的安価およびよりコンパクトになることによって続けたら、減らされた X 線の線量とのよりよい画像のための新しい技術を提供する慣習的なレントゲン撮影機へ代わりでもよい 1 日。

レーザー血しょう加速装置に徹底的に同じエネルギーの慣習的な加速装置と比較される大いに減らされたサイズによる加速装置ベースの科学的な実験を行うコストを削減する潜在性があります。 レーザー血しょう加速装置が基本的な物理学の研究のために構築されるディケイド前にそれがであるかもしれない間、 BELLA は未来のより強力な加速装置がよりコンパクトどのようにのであるかもしれませんか調査の方の必要なステップを表します。 BELLA のようなシステムは広い応用範囲のためにコンパクト、十分に現実的であることができる GeV の範囲の 10 の粒子エネルギーのテーブルトップの加速装置を可能にすることの約束を保持します。

国際的な段階で、血しょう wakefield の加速装置の研究は競争が激しいです。 イギリスおよびフランスのグループは Leemans のによってベストにレコードセットを」 2006 年にグループ懸命に働いています。 中国はまたそれを高優先順位の成長地域考えました。 「10 GeV に今得ることを試みている皆」 Leemans を言いました。 「それは大事です。 プロジェクトがスケジュールに従って行けば、私達にありますそれを最初にする最もよい技術が」。

Last Update: 13. January 2012 22:24

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