Aleksandar Božović
Zamislite snagu milion nuklearnih elektrana. Sada zamislite način da tu energiju spakujete u impuls laserskog zraka – čak i ako traje samo kvadrilioniti deo sekunde.
Sada više ne morate da zamišljate – naučnici su nam pokazali šta petavatni laser (jedan petavat iznosi jedan kvadrilion vati) može da učini. Sa tolikom snagom, moguće je stvoriti ekstremne uslove poput onih u dubini planeta ili podeliti atome kako bi se proizveli gama zraci. Tim istraživača iz SLAC Nacionalne laboratorije za akceleraciju sada je otišao korak dalje, koristeći elektronski laserski snop koji potencijalno može rastaviti materiju i izvući čestice i antičestice iz praznog prostora.
Na čelu tima je fizičar Klaudio Ema, koji je uspeo da ubrza velike grupe elektrona i stvori snopove sa najjačom ikada zabeleženom strujom i maksimalnom snagom.
„Kontrola ultra-jakih struja elektronskih snopova na femtosekundnom nivou moćan je alat za optimizaciju sledeće generacije naučnih istraživanja“, navodi tim u radu objavljenom u časopisu *Physical Review Letters*.
Kako su to postigli? Možemo zamisliti akcelerator čestica kao fliper u režimu višestrukih kuglica, s tim da su kuglice elektroni koji se kreću gotovo brzinom svetlosti. Umesto rampi i krivina, elektroni se ubrzavaju radio-talasma kroz vakuumski tunel. Baš kao što će kuglica u fliperu promeniti putanju kada udari u prepreku, elektroni menjaju pravac kada naiđu na magnetno polje.
Zamislimo sada da kuglice moraju da se popnu uz rampu pre nego što stignu do krivine – ali je rampa načinjena od radio-talasa. Elektroni koji su na čelu kretaće se duž blažeg nagiba u odnosu na one iza njih, što znači da će stići na vrh sa manje energije nego oni koji dolaze posle njih. Ovaj efekat proizvodi „cvrčanje“ – signal čija se frekvencija menja tokom vremena. U ovom slučaju, ta frekvencija je rasla, a laserski impulsi dodatno su ubrzali proces.
Kada je nastupilo ovo „cvrčanje“, tim je dodatno komprimovao grupu elektrona usmeravajući ih kroz posebnu strukturu sličnu prolazu u fliperu koji menja pravac kretanja kuglica. Ovaj deo eksperimenta naziva se „šikan“, jer koristi magnete da bi naterao elektrone da skrenu. Pošto elektroni sa nižom energijom skreću više od onih sa višom, oni moraju da pređu duži put, dok se oni brži kreću direktnije. Na taj način, elektroni sa većom energijom sustižu one sporije, čime se cela grupa elektrona sabija.
Ali tu eksperiment ne staje. Da bi se dodatno skratila grupa elektrona, tim je koristio „undulator magnet“, niz dipolnih magneta sa zatvorenim magnetnim poljima. Ovi magneti su neprestano menjali smer magnetnog polja, što je nateralo elektrone da osciliraju napred-nazad. Uz pomoć slabog laserskog svetla, oblikovali su grupu elektrona, dodajući još jedno „cvrčanje“ u sredini snopa. Kako je eksperiment napredovao, ovaj efekat se pojačavao, stvarajući impuls sa neverovatnom količinom energije.
Ali Ema tu ne namerava da stane. „Stvorili smo snopove jačine 100 kiloampera, a sledeći cilj su megaamper snopovi“, izjavio je u saopštenju za medije. On vidi ovakve snopove kao potencijalne izvore svetlosti, ali i kao alat za proučavanje prirode praznog prostora – možda čak i za izvlačenje čestica iz „ničega“.
Šta god budućnost donese za ovako moćan elektronski snop, jedno je sigurno – naučnici su pomerili granice mogućeg, prenosi Popular Mechanics.
