Ученые создали «оптическую ракету» при помощи интенсивного лазера — Naked Science
4 минуты
Редакция

Ученые создали «оптическую ракету» при помощи интенсивного лазера

В недавнем эксперименте, проведенном в Университете Небраски-Линкольна, электроны плазмы в импульсных потоках интенсивного лазерного света моментально разогнались почти до скорости света.

2-opticalrocke1
©Wikipedia

Профессор физики Дональд Умштадтер, руководящий экспериментальным исследованием, утверждает, что такой результат можно назвать «оптической ракетой» из-за невероятного объема силы, оказанного светом. Электроны подвергли силе почти в триллион триллионов раз превышающей ту, что испытывают астронавты при запуске ракеты в космос. О результатах работы рассказано в статье журнала Physical Review Letters.

 

«Это новое и уникальное применение интенсивного света может улучшить работу компактных электронных ускорителей, — говорит доктор Умштадтер. — Однако новаторский и более общий научный аспект наших результатов заключается в том, что применение силы света привело к прямому ускорению материи».

 

Свет обычной интенсивности проявляет небольшую силу при отражении, рассеивании или абсорбции. Одно из предположительных применений такой силы — «световой парус», который можно использовать для приведения в движение космического аппарата. Но из-за незначительной величины силы света в этом случае излучение приходилось бы поддерживать в течение многих лет, прежде чем аппарат достиг бы высокой скорости.

 

Схема эксперимента / © University of Nebraska-Lincoln

 

При наличии градиента интенсивности у света возникает еще один тип силы. Результаты эксперимента можно также использовать для «оптического пинцета», применяемого для манипуляции микроскопическими объектами. Но, опять же, значения силы здесь невероятно малы.

 

В рассматриваемой работе лазерные пульсы были сфокусированы на плазме. Когда электроны в ней выталкивались из потоков световых пульсов их градиентными силами, в волнах импульсов производились плазменные волны, а электроны могли улавливать кильватерные волны, что, в свою очередь, ускоряло электроны до ультрарелятивистских энергий. Новое применение интенсивного света предоставляет средство для управления начальной фазой кильватерного ускорения и улучшения работы нового поколения компактных электронных ускорителей, которые должны дать начало спектру применений, ранее бывших непрактичными из-за огромных размеров традиционных ускорителей.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
6 часов назад
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

6 часов назад
3 минуты
Сергей Васильев

Новый метод позволил сделать немагнитный пирит ферромагнетиком, подходящим для использования в электронике и солнечных батареях.

Вчера, 21:52
2 минуты
Илья Ведмеденко

Пилотируемый космический корабль Crew Dragon приводнился в Атлантическом океане, у побережья Флориды. Это приблизило компанию SpaceX к полноценному вводу нового аппарата в эксплуатацию.

6 часов назад
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

Вчера, 11:27
35 минут
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

29 июля
7 минут
Мария Азарова

По мнению авторов новой работы, вертикальное сельское хозяйство позволит удовлетворить спрос на продукты питания, который значительно возрастет к середине-концу столетия. Благодаря вертикальным установкам можно будет повысить урожайность пшеницы в сотни раз, использовать повторно воду для полива и не зависеть от погоды.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: