Физики разработали компактный ускоритель для генерации мюонов

Новое устройство длиной всего около 30 сантиметров делает то, для чего раньше требовались установки размером с целое здание. Его появление может радикально упростить диагностику крупных и труднодоступных объектов — от промышленных сооружений до подземных хранилищ.

Физики из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли создали компактный лазерно‑плазменный ускоритель, способный производить мощные пучки мюонов — элементарных частиц, чья проникающая способность значительно превосходит рентгеновское излучение.

Работа ускорителя основана на взаимодействии сверхкоротких и интенсивных лазерных импульсов с веществом. Мощный лазерный луч разгоняет электроны до скоростей, близких к скорости света, после чего они сталкиваются с плотной мишенью, например со свинцом. В результате таких столкновений образуются пары мюон-антимюон, которые движутся в направлении исходного пучка электронов. Каждый из полученных мюонов обладает энергией в несколько гигаэлектронвольт — это значительно выше, чем у частиц, которые производятся на традиционных установках.

Результаты эксперимента показали, что производительность нового источника в сотни раз превосходит естественный поток космических мюонов, пронизывающих атмосферу Земли. Там, где раньше требовались громоздкие ускорительные комплексы вроде кольцевых синхротронов, физики теперь могут использовать устройство, которое легко помещается на лабораторном столе.