პლაზმის აჩქარება

პლაზმური აჩქარება არის საინჟინრო პლაზმური ტალღის ან სხვა მაღალი ხარისხის გრადიენტური პლაზმური სტრუქტურების (შოკისა და ქსოვილის სფეროებში) ელექტრული ველების გამოყენებით, როგორიცაა ელექტრონები , პასიტრონები და იონებისდაჩქარება. პლაზმური აჩქარების სტრუქტურები იქმნება ან გამოიყენოთ ულტრა მოკლე ლაზერული პულსები ან ენერგეტიკული ნაწილაკები, რომლებიც შეესაბამება პლაზმურ პარამეტრებს. ეს ტექნიკა გთავაზობთ გზაზე მაღალი ხარისხის ნაწილაკების ამაჩქარებლები უფრო პატარა ზომის, ვიდრე ჩვეულებრივი მოწყობილობების შექმნას. პლაზმური აჩქარების და მისი შესაძლებლობების ძირითადი ცნებები თავდაპირველად ჩაითვალა თოშიკი ტაჯიმა და 1979 წელს UCLA- ს პროფესორმა ჯონ მ. დოსტონისმიერ.  "Wakefield" - ის ექსპერიმენტის პირველადი დიზაინით UCLA- ში ჩაწერილი იყო პროფ. .  ამჟამინდელი ექსპერიმენტული მოწყობილობები აჩვენებს, რომ გრადიენტებს აჩქარებენ რამდენიმე ნაწილის სიდიდე, ვიდრე მიმდინარე ნაწილაკების ამაჩქარებლები.

Plasma accelerators აქვს დიდი დაპირება ინოვაცია ხელმისაწვდომი და კომპაქტური accelerators სხვადასხვა განაცხადების დაწყებული მაღალი ენერგიების ფიზიკა სამედიცინო და სამრეწველო პროგრამა. სამედიცინო პროგრამებში შედის ბეტატრონი და თავისუფალი ელექტრული სინათლის წყარო დიაგნოსტიკისა და რადიაციული თერაპიისათვის და პროტონების წყაროებისთვის ჰეტრონის თერაპიისათვის . პლაზმური ამაჩქარებლები ზოგადად იყენებენ პლაზმური სიმკვრივის ტალღების მიერ წარმოქმნილი ღვინოს. პლაზმური აჩქარებლების გამოყენება შესაძლებელია სხვადასხვა რეჟიმებში, რომლებიც დამოკიდებულია პლაზმების მახასიათებლების მიხედვით.

მაგალითად, ლოურენს ბერკლის ეროვნული ლაბორატორიის ექსპერიმენტული ლაზერული პლაზმური ამაჩქარებელი აჩქარებს ელექტრონულს 1 GeV- ზე დაახლოებით 3.3 სმ (5.4x10 ²⁰ გრ ),  და SLAC- ზე ერთი ჩვეულებრივი ამაჩქარებელი (უმაღლესი ელექტრო ენერგიის ამაჩქარებელი) მოითხოვს 64 მ იგივე ენერგია. ანალოგიურად, პლაზმაში 40 გრადუსზე მეტი ენერგიის მიღება მიიღეს SLAC SLC- ს სხივების გამოყენებით (42 GeV) მხოლოდ 85 სმ-იან პლაზმური Wakefield- ის ამაჩქარით (8.9x10 ²⁰ გრ). ^[4]ერთხელ სრულად განვითარდა, ტექნოლოგიას შეეძლო შეცვალოს მრავალი ტრადიციული RF ამაჩქარებელი, რომელიც ამჟამად ნაპოვნია ნაწილაკების, საავადმყოფოებისა და კვლევითი საშუალებებით.

ტეხასის უნივერსიტეტში ტეხასის პეტაავტ ლაზერული ობიექტი 2 მეტრის სიმაღლეზე, 2 სმ-ზე (1,6 × 10 ²¹ გრ) დაჩქარებული ელექტრონებით. ეს ჩანაწერი 2014 წელს, ლოურენს ბერკლის ეროვნული ლაბორატორიის BELLA (ლაზერული) ცენტრის მეცნიერთა მიერ (2x- ზე მეტი) გატეხილი იყო, როდესაც ისინი წარმოადგენდნენ 4.25 GeV- ს. 

2014 წლის ბოლოს, SLAC- ის ნაციონალური Accelerator Laboratory- ის მკვლევარებმა პლატფორმის აჩქარების ტექნოლოგიის სიცოცხლისუნარიანობის მტკიცებულება გამოაქვეყნეს დამატებითი აჩქარების ექსპერიმენტული ტესტების (FACET) საშუალებით.ნაჩვენებია, რომ 400-დან 500-ჯერ მეტი ენერგიის გადაცემის მიღწევა საერთო ხაზოვანი ამაჩქარებლის დიზაინთან შედარებით. 

სუპერ პროტონული სინქროტრონის 400 გევის პროტონული სხივიდან, რომელიც ამჟამად CERN- ს ფუნქციონირებს, პლაზმური პლაზმური აჩქარების ექსპერიმენტის მტკიცებულებათა პრინციპია. ექსპერიმენტი, სახელად AWAKE , დაიწყო ექსპერიმენტი 2016 წლის ბოლოს.