Лазерно-плазменные ускорители сохраняют поляризацию частиц: подтверждён ключевой эффект

Лазерно-плазменные ускорители впервые доказали способность сохранять поляризацию частиц при разгоне. Это открытие открывает путь к более компактным ускорителям и может повлиять на развитие термоядерного синтеза и фундаментальной физики.

Лазерно-плазменные ускорители сохраняют поляризацию частиц: подтверждён ключевой эффект

Учёные из Университет имени Генриха Хайне в Дюссельдорфе и Исследовательский центр Юлиха впервые в мире экспериментально подтвердили, что поляризация частиц — то есть согласованное направление их спинов — сохраняется при ускорении в лазерно-плазменных установках. Этот результат долгое время оставался под вопросом, поскольку экстремальные условия внутри таких ускорителей могли нарушать тонкую структуру частиц.

В отличие от традиционных систем вроде ЦЕРН, где частицы разгоняются на километровых установках с помощью магнитов и радиочастотных резонаторов, лазерно-плазменные ускорители предлагают куда более компактную альтернативу. Они способны обеспечивать ускоряющие градиенты, многократно превышающие классические решения, но именно эта интенсивность вызывала сомнения: сможет ли система сохранить ключевые квантовые свойства частиц.

Эксперимент показал, что опасения были напрасны. Даже при экстремальном ускорении выравнивание спинов остаётся стабильным. Это особенно важно для областей, где поляризация напрямую влияет на результат взаимодействий. В первую очередь речь идёт о управляемом термоядерном синтезе, где правильно ориентированные спины ядер повышают вероятность реакции и, как следствие, эффективность получения энергии.

Для проверки гипотезы исследователи использовали изотоп гелия-3, заранее поляризованный в Исследовательский центр Юлиха. Затем образцы доставлялись в Центр исследований тяжёлых ионов имени Гельмгольца, где ионы ускорялись с помощью мощного лазера PHELIX. Последующий анализ показал, что структура спинов сохраняется даже после прохождения через плазменное ускорение.

Этот результат имеет значение не только для энергетики. Сохранение поляризации открывает новые возможности для изучения структуры материи и фундаментальных взаимодействий. В частности, такие технологии могут использоваться в экспериментах, выходящих за рамки Стандартной модели, включая поиск гипотетических частиц вроде аксионов.

Фактически исследование подтверждает, что компактные лазерно-плазменные ускорители могут стать полноценной альтернативой традиционным установкам в физике высоких энергий. Они не только дешевле и компактнее, но и сохраняют критически важные свойства частиц, что делает их пригодными для самых требовательных научных задач.

Читайте также

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте