Физики из института имени Лебедева РАН (ФИАН наконец)установили, как можно разогнать элементарные частицы без постройки гигантских ускорителей. Валерий Быченков – доктор физико-математических наук и главный научный сотрудник в Отделе лазерного термоядерного синтеза.

Именно под его руководством в ФИАН проводились инновационные исследования, связанные с проектированием и созданием источников высокоэнергетических ионов и электронов. В ходе экспериментов было установлено, что если варьировать параметры лазерного импульса, то можно добиться максимального увеличения энергии частиц.

Сейчас уже существуют новые ультракороткие лазерные импульсы, при их использовании можно добиться впечатляющих результатов: направленные пучки электронов, энергия которых превышает 1 Гэв, и ионов с энергией примерно 60 МэВ/нуклон. Оказалось, такие пучки ионов обладают невероятно малым энергетическим разбросом. Это важное открытие может найти широкое практическое применение в области протонной терапии раковых заболеваний и ионной радиографии. Также ФИАН проводил эксперименты с участием университета штата Мичиган и РФЯЦ – ВНИИТФ из города Снежинск.

В ходе работы ученые установили, что если облучить лазерным импульсов газовую струю, то срабатывает так называемый механизм ионизационного захвата, и электроны ускоряются до ультрарелятивистских энергий. Такой способ позволяет добиться рекордного уровня энергий при длине ускорения немногим больше сантиметра. Для получения такой энергии обычным линейным ускорителем требуется конструкция более 100 метров.

Современные же лазерные установки можно смонтировать на обычном оптическом столе, поэтому получили название «настольный лазер». Они открывают новые возможности для лабораторных исследований, считавшиеся раньше недоступными из-за больших габаритов устройств.