세계에서 가장 큰 원자 스매커는 둘레가 27km이며 50 억 달러가 소요됩니다. 그러나 오늘날 출판 된 연구에 따르면 훨씬 작은 입자 가속기 (1km 길이의 길이)는 수평선에있을 수 있으며, 오늘 발표 된 연구에 따르면
.이 결과는 저렴한 고 에너지 콜리드를 찾는 데있어 "주요 획기적인"것으로 표시되어 있다고 Hamburg의 독일 Electron Synchrotron (Desy) 실험실의 가속기 물리학자인 Ralph Assmann은 작품에 관여하지 않았다고 말합니다.
.스위스 제네바 근처의 CERN 실험실 또는 다른 기존의 가속기 근처의 대형 Hadron Collider (LHC)에서 입자가 순환함에 따라 물리학 자들은 장기 파이프가 소리 웨이브로 울리는 것처럼 무선 파도로 공감하는 일련의 금속 구멍을 통해 에너지를 증가시켜 에너지를 증가시킵니다. 시간이 옳고 지나가는 입자가 무선 파도의 전기장을 서핑하여 에너지를 얻습니다. 그러나 필요한 에너지가 높을수록 더 많은 구멍이 필요합니다. 이는 더 길고 비싸다는 것을 의미합니다. 예를 들어, 제안 된 International Linear Collider (ILC)는 20 ~ 40km 길이의 터널에 250 억 전자 볼트 (EV)의 에너지로 전자와 포지 트론을 함께 부수며 적어도 70 억 달러가들 것입니다.
.대조적으로, Cern의 Advanced Wakefield (Awake) 협업은 주로 10 미터 길이의 Rubidium 가스 튜브로 구성된 가속기를 개발했습니다. 연구원들은 CERN의 하위 전력 가속기 중 하나와 강렬한 레이저 펄스에서 가스의 양성자를 주사합니다. 후자는 가스를 이온화하여 양으로 하전 된 이온과 음으로 하전 된 전자로 구성된 혈장을 만듭니다.
각 양성자 무리가 혈장을 통과함에 따라 주변 전자가 이동 축을 향해 끌어옵니다. 양성자 무리가 앞으로 움직이는 동안 전자는 축에 수렴하여 무리의 깨우기에 음전하의 주머니를 만듭니다. 동일한 과정이 튜브 아래로 약간 더 멀리 떨어져서 첫 번째 전자보다 두 번째 전자 덩어리를 만들고, 원래 그룹의 운동량으로 인해 전자가 마크를 넘어서고 더 무겁고 정적 인 이온이 지배하는 영역을 떠납니다. 상향 조는 양성자 무리 뒤에 설치된 번갈아 가며 다른 입자를 가속화하는 데 사용됩니다.
.작년에 WakeFields를 관찰 한 후, 깨어있는 팀은 이제 전자 묶음을 플라즈마에 조심스럽게 주입하여 부정적인 전하 영역에 의해 밀려 나고 양성 영역에 의해 당겨졌습니다. 이 푸시와 당김은 너무 강해서 전자가 방사선 주파수 공동에서 가능한 것보다 훨씬 짧은 거리에 걸쳐 매우 높은 에너지로 가속 될 수 있어야합니다.
입자 묶음과 레이저 펄스가 빛의 속도에 가깝게 이동하여 세 세트의 주입 세트를 동기화하여 전자가 사실상의 웨이크 필드가 간단하지 않도록합니다. 그러나 자연 에 발표 된 연구에서 , 협력 보고서는 혈장 튜브에서 전자를 20 억 eV로 향상시켰다. 이는 전자가 미터당 0.2 억 eV에서 에너지를 얻는다는 것을 의미합니다. 이는 최고의 방사선 주파수 가속기의 두 배가되는 "가속 그라디언트"입니다.
.인상적으로 다른 팀은 이미 더 잘 해냈습니다. 물리학 자들은 양성자보다는 레이저 펄스 또는 기타 전자를 사용하여 웨이크 필드를 생성 한 결과, 물리학자는 이전에 미터당 최대 100 억 EV의 기울기를 달성했습니다. 그러나 레이저 펄스와 전자가 에너지가 빠르게 떨어지기 때문에 이러한 구배는 매우 짧은 거리로 제한됩니다. 따라서 University College London의 입자 물리학자인 Matthew Wing의 대변인 인 Matthew Wing에 따르면 이국적인 새로운 입자를 연구하는 데 필요한 매우 높은 에너지를 제공하는 것은 이국적인 새로운 입자를 연구하는 데 필요한 매우 높은 입자를 함께 결합하는 것입니다.
대조적으로, 물리학 자들은 양성자를 사용하면 단일 혈장 만 사용하면 필요하다고 생각합니다. 그것은 훨씬 더 높은 에너지까지 양성자를 개선 할 수 있기 때문입니다. 실제로, Wing과 동료들은 LHC에 의해 생성 된 7 조의 EEV 양성자가 단일 1km 길이의 장치에서 전자를 1 조 EV로 향상시킬 것이라고 밝혔다.이 계획에서는 여전히 LHC만큼 크고 비싸다.
.Wing은 ILC의 컷 가격 버전이 아마도 현재 카드에 있지 않을 것이라고 말합니다. 이러한 기계는 매우 정확한 에너지를 가진 절묘하게 소형 빔이 필요하며, 플라즈마 가속기는 아직 그러한 고품질 빔을 생성 할 수 없습니다. 그러나 그는 Awake의 기술이 향후 20 년 안에 LHC를 전자-프로 톤 콜라이더로 변형시키기 위해 사용될 수 있다고 생각합니다. 그는 이러한 시설은 방사선 주파수의 약 10 분의 1에 불과하다고 추정했다.
그러나 이러한 야심 찬 프로젝트를 시작하기 전에 협력은 더 단단한 전자 묶음을 만들고 가속화를 강화해야합니다. 향후 5 년 동안 연구원들은 가속기 그라디언트를 늘려서 10 억 ~ 20 미터에 걸쳐 100 억 EV에 도달하기를 희망합니다. "그 시점에서 우리는 입자 물리 실험에 이러한 빔을 사용하는 것에 대해 생각할 수 있습니다."Wing은 말합니다.
영국 옥스포드 대학교의 입자 물리학자인 브라이언 포스터 (Brian Foster)는 실험 현실로 이론적 제안 (2009 년부터)이 얼마나 빨리 깨어 났는지에 대해 "매우 감동하고 즐겁게 놀랐다". 그러나 그는 플라즈마 기반 전자-프로 톤 콜라이더가 자신이 예견 한 내용을 정당화하기 위해 충분한 새로운 물리 결과를 생산할 수 있다고 의심합니다. 그럼에도 불구하고, 혈장 가속기를 연구하는 물리학 자에게는 미래의 막대한 저축의 전망이 기술을 추구 할 가치가 있습니다. 서핑은 위로!
