AS telah kembali siap memimpin inovasi global setelah mencetak rekor untuk sinar elektron paling kuat.
Capaian yang luar biasa dalam fisika partikel telah dibuat Laboratorium Nasional Akselerator SLAC di Menlo Park, California. Para ilmuwan di SLAC telah menciptakan sebuah sinar elektron dengan tanpa pernah terdahului arus puncak —lima kali lebih kuat dari setiap sinar elektron lainnya di Bumi. Milestone ini, yang dijelaskan dalam penelitian terbaru yang dipublikasikan di Physical Review Letters , menandai langkah signifikan dalam bidang fisika pendorong dan dalam berbagai rentang disiplin ilmu pengetahuan , dari kimia kuantum to fisika langit .
Mengatasi Batasan dalam Fisika Beam
Untuk tahun-tahun, menciptakan sangat berkuasa sinar elektron tanpa mengurangi kualitasnya telah menjadi salah satu tantangan terbesar fisika partikel Metode tradisional yang digunakan untuk menghasilkan sinar elektron melibatkan medan microwave yang mengkompres dan memfokuskan elektron. Namun, proses ini sering menghasilkan kerugian energi , mengurangi kualitas sinar.
Para peneliti di SLAC menemukan cara baru untuk memecahkan masalah ini. Dengan menggunakan teknik inovatif, teknik pembentukan berbasis laser , mereka berhasil mengompresi miliaran electrons menjadi sebuah balok hanya satu mikrometer panjang, menjaga daya dan kualitas sinar elektron secara bersamaan.
Teknologi Laser Menduduki Panggung Utama
Di tengah keberhasilan itu adalah penggunaan pemanas laser undulator , perangkat yang memungkinkan peneliti untuk secara ketat mengendalikan sinar elektron Keuntungan besar dari menggunakan laser adalah kita bisa menerapkan modulasi energi "itu jauh lebih presisi daripada yang bisa kita lakukan dengan medan mikrostrip," kata dia. Claudio Emma , seorang ilmuwan staf di SLAC’s Departemen Energi Laboratorium Nasional. Tim memanfaatkan ketepatan yang ditawarkan oleh laser untuk menciptakan sebuah gelombang yang dapat mempertahankan arus puncaknya yang tinggi sambil tetap sangat terkendali.
Terobosan ini, bagaimanapun, tidak mudah dicapai. Ia melibatkan bulan-bulan kerja keras. eksperimen untuk mencapai kompresi dan stabilitas yang diinginkan. Tim SLAC harus menyesuaikan interaksi antara laser dan sinar elektron , memastikan tekanan kompresi balok sempurna saat bergerak melalui mesin satu kilometer panjangnya di dalam fasilitas.
Implikasi untuk Astrofisika dan Di Luar Sana
This new sinar elektron akan membuka pintu gerbang ke berbagai kemungkinan baru dalam penelitian ilmiah. fisika langit , misalnya, para ilmuwan sekarang dapat mereplikasi the filamen plasma fenomena ini adalah hal yang diketahui oleh para ilmuwan tetapi belum pernah dipelajari dengan dekat di bawah kondisi laboratorium—hingga sekarang. Dengan mengarahkan sinar elektron berdaya tinggi ke sasaran padat atau gas, peneliti SLAC dapat memeriksa struktur ini dengan detil yang belum pernah ada sebelumnya.
Semburan juga menjanjikan besar untuk mengembangkan bidang-bidang ilmu pengetahuan lainnya. Para peneliti di SLAC sudah mulai menyelidiki bagaimana teknologi baru ini dapat diterapkan teknologi plasma wakefield , yang dapat membuka jalan untuk pembuatan akselerator partikel generasi berikutnya yang lebih kecil. Masa depan dari penelitian-penelitian ini sangat terbuka, karena para peneliti SLAC terus mengeksplorasi berbagai cara di mana alat ini dapat diterapkan.
Pengembangan ini merupakan bagian dari usaha lebih besar oleh para ilmuwan SLAC untuk mengeksplorasi kekuatan sains ultracepat "Jika Anda memiliki sinar peluru sebagai kamera yang cepat, maka Anda juga memiliki pulsa cahaya yang sangat pendek, dan sekarang tiba-tiba Anda memiliki dua probe yang saling melengkapi," kata Emma. Kemungkinan untuk menggabungkan sinar elektron dengan presisi seperti ini dengan sinar pulsa attosekon akan memungkinkan peneliti untuk menganalisis fenomena dengan tingkat detail yang sebelumnya tidak terbayangkan.
Alat baru ini juga menawarkan platform yang serbaguna bagi para ilmuwan lainnya. "Jika Anda membutuhkan sinar ekstrem, kami memiliki alat untuk Anda, mari kita bekerja sama," tambah Emma, menekankan hal tersebut. semangat kolaboratif mendorong inovasi di SLAC.
Terobosan ini, didukung oleh the Kantor Ilmu Pengetahuan Departemen Energi Amerika Serikat , telah menarik perhatian para peneliti di seluruh dunia, yang ingin mengeksplorasi potensi aplikasinya dalam fisika, kimia, dan bidang lainnya. Perjalanan baru saja dimulai, namun potensi untuk menemukan hal-hal baru sangat besar.
Menikmati artikel ini? Berlangganan ke newsletter gratis kami untuk cerita yang menarik, konten eksklusif, dan berita terkini.
Untuk berita lebih lanjut seperti ini, kunjungi iblogberita .
