{"id":36248,"date":"2019-10-31T22:10:29","date_gmt":"2019-10-31T19:10:29","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/mal-da-udal-miniatyurnyj-linejnyj-uskoritel-chastits-postavivshij-novyj-rekord\/"},"modified":"2019-10-31T22:10:29","modified_gmt":"2019-10-31T19:10:29","slug":"mal-da-udal-miniatyurnyj-linejnyj-uskoritel-chastits-postavivshij-novyj-rekord","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/novosti-interneta\/mal-da-udal-miniatyurnyj-linejnyj-uskoritel-chastits-postavivshij-novyj-rekord","title":{"rendered":"Klein, aber oho: ein Mini-Linienbeschleuniger, der einen neuen Rekord aufgestellt hat","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p><img decoding=\"async\" alt=\"Klein, aber oho: ein Mini-Linienbeschleuniger, der einen neuen Rekord aufgestellt hat\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/6df72c15b548271b03607338af4348b1.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nDas Prinzip \u201eje mehr, desto st\u00e4rker\u201c, das uns vertraut ist, hat sich seit langem in vielen Lebensbereichen, einschlie\u00dflich Wissenschaft und Technologie, etabliert. Doch in der modernen Realit\u00e4t begegnen wir immer h\u00e4ufiger der praktischen Umsetzung des Sprichworts \u201eklein, aber oho\u201c. Dies zeigt sich sowohl bei Computern, die fr\u00fcher ganze R\u00e4ume einnahmen und heute in die Hand eines Kindes passen, als auch bei Teilchenbeschleunigern. Ja, erinnern Sie sich an den gro\u00dfen Hadronen-Speicherring (LHC), dessen beeindruckende Dimensionen (26.659 m lang) bereits im Namen verankert sind? Wissenschaftler des DESY-Instituts halten das f\u00fcr vergangen, denn sie haben eine Miniaturversion des Beschleunigers entwickelt, die in den Leistungsbewertungen ihrem vollwertigen Vorg\u00e4nger in nichts nachsteht. Dar\u00fcber hinaus hat der Mini-Beschleuniger sogar einen neuen Weltrekord unter Terahertz-Beschleunigern aufgestellt, indem er die Energie der eingebrachten Elektronen verdoppelt hat. Wie wurde dieser Mini-Beschleuniger entwickelt, welche grundlegenden Prinzipien bestimmen sein Funktionieren und was haben praktische Experimente ergeben? Ein Bericht der Forschungsgruppe wird uns dabei helfen, diese Fragen zu beantworten. Lassen Sie uns starten.<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<h3>Grundlage der Forschung<\/h3>\n<p>\nLaut Dongfang Zhang und seinem Team vom DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron), die den Mini-Beschleuniger entwickelt haben, spielen ultraschnelle Elektronenquellen eine unglaublich wichtige Rolle im Leben der modernen Gesellschaft. Viele ihrer Anwendungen finden sich in der Medizin, der Elektronikentwicklung und in wissenschaftlichen Forschungen. Die gr\u00f6\u00dfte Herausforderung der derzeitigen linearen Beschleuniger, die Hochfrequenzgeneratoren nutzen, ist ihre Kosten, die Komplexit\u00e4t der Infrastruktur und der betr\u00e4chtliche Energiebedarf. Diese Nachteile schr\u00e4nken die Verf\u00fcgbarkeit solcher Technologien f\u00fcr ein breiteres Nutzerfeld erheblich ein. <\/p>\n<p>Diese offensichtlichen Probleme bieten einen hervorragenden Anreiz f\u00fcr die Entwicklung von Ger\u00e4ten, deren Gr\u00f6\u00dfen nicht abschreckend sind, ebenso wie der Energiebedarf.<\/p>\n<p>Zu den relativ neuen Entwicklungen in diesem Bereich geh\u00f6ren Terahertz-Beschleuniger, die eine Reihe von Vorteilen bieten:<\/p>\n<ul>\n<li>Es wird erwartet, dass kurze Wellen und kurze Impulse von Terahertz-Strahlung den Durchschlagspunkt erheblich erh\u00f6hen <i>der durch das Feld verursacht wird, was die Beschleunigungsgradienten erh\u00f6hen erm\u00f6glicht;<\/i>, verursacht durch das Feld, das die Gradienten der Beschleunigung erh\u00f6hen erm\u00f6glicht;<\/li>\n<\/ul>\n<blockquote><p><b>Elektrischer Durchschlag*<\/b> \u2014 pl\u00f6tzlicher Anstieg der Stromst\u00e4rke bei Anlegen einer Spannung, die \u00fcber dem kritischen Wert liegt.<\/p><\/blockquote>\n<ul>\n<li>Die Verf\u00fcgbarkeit effektiver Methoden zur Erzeugung von Hochfeld-Terahertzstrahlung erm\u00f6glicht die interne Synchronisation zwischen Elektronen und Anregungsfeldern;<\/li>\n<li>F\u00fcr die Herstellung solcher Ger\u00e4te k\u00f6nnen klassische Methoden verwendet werden, jedoch werden deren Kosten, Produktionszeit und Abmessungen erheblich reduziert. <\/li>\n<\/ul>\n<p>Wissenschaftler glauben, dass ihr Terahertz-Beschleuniger im Millimeterma\u00dfstab einen Kompromiss zwischen herk\u00f6mmlichen Beschleunigern, die derzeit existieren, und Mikro-Beschleunigern darstellt, die zwar entwickelt werden, aber aufgrund ihrer sehr kleinen Abmessungen zahlreiche Nachteile aufweisen.<\/p>\n<p>Die Forscher bestreiten nicht, dass die Technologie des Terahertz-Beschleunigens bereits seit einiger Zeit in Entwicklung ist. Ihrer Meinung nach gibt es jedoch in diesem Bereich noch viele Aspekte, die nicht untersucht, gepr\u00fcft oder realisiert wurden. <\/p>\n<p>In ihrem Werk, das wir heute betrachten, zeigen die Wissenschaftler die M\u00f6glichkeiten von STEAM (<i>segmented terahertz electron accelerator and manipulator<\/i>) \u2014 segmentierter Terahertz-Elektronenbeschleuniger und Manipulator. STEAM erm\u00f6glicht es, die Elektronenstrahlung auf subpikosekundenlange Dauer zu verk\u00fcrzen und somit femtosekundengenauen Kontroll\u00fcber den Beschleunigungsphase zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n<p>Es wurde ein Beschleunigungsfeld von 200 MV\/m (MV \u2014 Megavolt) erreicht, was zu einer rekordverd\u00e4chtigen Terahertz-Beschleunigung von &gt; 70 keV (Kiloelektronenvolt) des injizierten Elektronenstrahls mit einer Energie von 55 keV f\u00fchrt. Dadurch konnten beschleunigte Elektronen bis zu 125 keV erzeugt werden.<\/p>\n<h3>Die Struktur des Ger\u00e4ts und seine Implementierung<\/h3>\n<p>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Klein, aber oho: ein Mini-Linienbeschleuniger, der einen neuen Rekord aufgestellt hat\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/581d753c9734024561fa600f132a7e8d.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abbildung Nr. 1: Schema des untersuchten Ger\u00e4ts.<\/i><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Klein, aber oho: ein Mini-Linienbeschleuniger, der einen neuen Rekord aufgestellt hat\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/d404ba9fe59504ac46e730aefbbf2134.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abbildung Nr. 1-2: a \u2014 Schema der entwickelten 5-schichtigen segmentierten Struktur, b \u2014 Verh\u00e4ltnis von berechneter Beschleunigung und Richtung der Elektronenbewegung.<\/i><\/p>\n<p>Elektronenstrahlen (55 keV) werden aus <i>einer Elektronenkanone*<\/i> generiert und in den Terahertz STEAM-Buncher (Strahlkompressor) injiziert, woraufhin sie in den STEAM-Linac gehen (<i>linearen Beschleuniger*<\/i>).<\/p>\n<blockquote><p><b>Elektronenkanone*<\/b> \u2014 Ger\u00e4t zur Erzeugung eines Elektronenstrahls mit der ben\u00f6tigten Konfiguration und Energie.<\/p><\/blockquote>\n<blockquote><p><b>linearer Beschleuniger*<\/b> \u2014 ein linearer Beschleuniger, bei dem geladene Teilchen die Struktur nur einmal durchlaufen, was ihn von einem zirkularen Beschleuniger (z. B. LHC) unterscheidet. <\/p><\/blockquote>\n<p>Beide STEAM-Ger\u00e4te erhalten Terahertz-Pulse von einem nahe-infraroten Laser (NIR), der auch den Photokathoden der Elektronenkanone aktiviert, was zu einer internen Synchronisation zwischen Elektronen und den beschleunigenden Feldern f\u00fchrt. Ultraviolette Impulse f\u00fcr die Photoemission auf der Photokathode werden durch zwei aufeinanderfolgende Stufen erzeugt. <i>HVG*<\/i> Hauptwellenl\u00e4nge des nahe-infraroten Lichts. Dieser Prozess ver\u00e4ndert den Laserimpuls von 1020 nm zuerst in 510 nm und dann in 255 nm.<\/p>\n<blockquote><p><b>HVG*<\/b> (Erzeugung der zweiten optischen Harmonischen) \u2013 ein Prozess, bei dem Photonen mit gleicher Frequenz w\u00e4hrend der Wechselwirkung mit einem nichtlinearen Material kombiniert werden, wodurch neue Photonen mit verdoppelter Energie und Frequenz sowie halbierter Wellenl\u00e4nge entstehen.<\/p><\/blockquote>\n<p>Der verbleibende Teil des NIR-Lasers wird in 4 Strahlen aufgeteilt, die zur Erzeugung von vier Einzelzyklus-Terahertzimpulsen verwendet werden, indem die Differenz der inneren Impulsfrequenzen erzeugt wird.<\/p>\n<p>Zwei Terahertzimpulse gelangen dann \u00fcber symmetrische Hornstrukturen in jedes STEAM-Ger\u00e4t, welche die Terahertzenergie in den Interaktionsbereich leiten, quer zur Richtung der elektronischen Ausbreitung.<\/p>\n<p>Wenn die Elektronen in jedes der STEAM-Ger\u00e4te eintreten, sind sie den elektrischen und magnetischen Komponenten ausgesetzt. <i>Lorenzkraft*<\/i>.<\/p>\n<blockquote><p><b>Lorenzkraft*<\/b> \u2014 die Kraft, mit der das elektromagnetische Feld auf ein geladenes Teilchen wirkt.<\/p><\/blockquote>\n<p>In diesem Fall ist das elektrische Feld f\u00fcr die Beschleunigung und Verz\u00f6gerung verantwortlich, w\u00e4hrend das magnetische Feld querabweichende Effekte hervorruft.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Klein, aber oho: ein Mini-Linienbeschleuniger, der einen neuen Rekord aufgestellt hat\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/6e56629be1c0de410ab1411baaceff14.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abbildung Nr. 2<\/i><\/p>\n<p>Wie wir auf den Bildern sehen k\u00f6nnen, <b>2a<\/b> und <b>2b<\/b>werden innerhalb jedes STEAM-Ger\u00e4ts die Terahertzstrahlen quer durch d\u00fcnne Metallschichten in mehreren Schichten unterschiedlicher Dicke getrennt, wobei jede Schicht als Wellenleiter fungiert, der einen Teil der Gesamternergie in den Interaktionsbereich transportiert. Zudem sind in jeder Schicht die dielektrischen Platten vorhanden, um die Ankunftszeit der terahertz <i>Wellenfront*<\/i> mit der Front der Elektronen abzustimmen.<\/p>\n<blockquote><p><b>Wellenfront*<\/b> \u2014 die Fl\u00e4che, die die Welle erreicht hat.<\/p><\/blockquote>\n<p>Beide STEAM-Ger\u00e4te arbeiten im elektrischen Modus, das hei\u00dft, sie erzeugen ein elektrisches Feld und unterdr\u00fccken das magnetische Feld im Zentrum des Interaktionsbereichs.<\/p>\n<p>Im ersten Ger\u00e4t sind die Elektronen zeitlich so abgestimmt, dass sie durch <i>den Nullpunkt*<\/i> des Terahertzfeldes bewegen, wo die zeitlichen Gradienten des elektrischen Feldes maximiert und das durchschnittliche Feld minimiert sind.<\/p>\n<blockquote><p><b>Der Nullpunkt*<\/b> ist der Punkt, an dem keine Spannung vorhanden ist.<\/p><\/blockquote>\n<p>Diese Konfiguration f\u00fchrt zur Beschleunigung des Schwanzes des Elektronenstrahls und zur Verlangsamung seines Kopfes, was zu einer ballistischen longitudinalen Fokussierung f\u00fchrt (<b>2a<\/b> und <b>2s<\/b>).<\/p>\n<p>Im zweiten Ger\u00e4t wird die Synchronisation zwischen Elektron und Terahertzstrahlung so eingestellt, dass der Elektronenstrahl nur den negativen Zyklus des terahertzlichen elektrischen Feldes erf\u00e4hrt. Diese Konfiguration f\u00fchrt zu einer reinen kontinuierlichen Beschleunigung (<b>2b<\/b> und <b>2d<\/b>).<\/p>\n<p>Ein NIR-Laser \u00e4hnelt einem kryogen gek\u00fchlten Yb:YLF-System, das optische Impulse mit einer Dauer von 1,2 ps und einer Energie von 50 mJ bei einer Wellenl\u00e4nge von 1020 nm und einer Wiederholfrequenz von 10 Hz ausgibt. Terahertzimpulse mit einer zentralen Frequenz von 0,29 Terahertz (Periodendauer von 3,44 ps) werden durch die Methode der schr\u00e4gen Impulsfront erzeugt.<\/p>\n<p>F\u00fcr die Stromversorgung des STEAM-Bunchers (Strahlkompressor) wurden lediglich 2 x 50 nJ terahertzenergetische Energie verwendet, w\u00e4hrend der STEAM-Linac (linearer Beschleuniger) 2 x 15 mJ ben\u00f6tigte.<\/p>\n<p>Der Durchmesser der Ein- und Auslass\u00f6ffnungen beider STEAM-Ger\u00e4te betr\u00e4gt 120 \u00b5m.<\/p>\n<p>Der Strahlkompressor wurde mit drei Schichten gleicher H\u00f6he (0,225 mm) entworfen, die mit Platten aus geschmolzenem Quarz (\u03f5r = 4,41) von 0,42 und 0,84 mm f\u00fcr die zeitliche Synchronisierung ausgestattet sind. Die gleichen H\u00f6hen der Kompressor-Schichten spiegeln wider, dass keine Beschleunigung stattfindet (<b>2s<\/b>).<\/p>\n<p>Im linearen Beschleuniger unterscheiden sich die H\u00f6hen bereits \u2014 0,225, 0,225 und 0,250 mm (+ Platten aus geschmolzenem Quarz 0,42 und 0,84 mm). Die Erh\u00f6hung der Schichth\u00f6he erkl\u00e4rt die Steigerung der Elektronengeschwindigkeit beim Beschleunigen.<\/p>\n<p>Wissenschaftler weisen darauf hin, dass die Anzahl der Schichten direkt die Funktionalit\u00e4t beider Ger\u00e4te beeinflusst. Um eine h\u00f6here Beschleunigung zu erreichen, sind beispielsweise mehr Schichten und eine andere H\u00f6henkonfiguration erforderlich, um die Wechselwirkung zu optimieren.<\/p>\n<h3>Ergebnisse praktischer Experimente<\/h3>\n<p>\nZun\u00e4chst erinnern die Forscher daran, dass bei traditionellen Beschleunigern auf Basis von Radiowellen die Auswirkung der zeitlichen Ausdehnung des eingespeisten Elektronenstrahls auf die Eigenschaften des beschleunigten Strahls mit der \u00c4nderung des elektrischen Feldes zusammenh\u00e4ngt, dem verschiedene Elektronen im Strahl zu unterschiedlichen Zeitpunkten w\u00e4hrend der Wechselwirkung ausgesetzt sind. Daher kann angenommen werden, dass Felder mit h\u00f6heren Gradienten und Strahlen mit l\u00e4ngerer Dauer zu einer gr\u00f6\u00dferen Streuung der Energien f\u00fchren. Eingespeiste Strahlen gro\u00dfer Dauer k\u00f6nnen ebenfalls zu h\u00f6heren Werten f\u00fchren. <i>Emitanz*<\/i>.<\/p>\n<blockquote><p><b>Emitanz*<\/b> \u2014 der Phasenraum, den der beschleunigte Strahl geladener Partikel einnimmt.<\/p><\/blockquote>\n<p>Im Fall des Terahertz-Beschleunigers ist die Periode des Anregungsfelds etwa 200 Mal k\u00fcrzer. Folglich wird die <i>Feldst\u00e4rke*<\/i> der unterst\u00fctzten Felder zehnmal h\u00f6her sein. <\/p>\n<blockquote><p><b>Die elektrische Feldst\u00e4rke* <\/b> \u2014 ist ein Ma\u00df f\u00fcr das elektrische Feld und gleich dem Verh\u00e4ltnis der Kraft, die auf eine ruhende Punktladung angewendet wird, die sich an einem bestimmten Punkt im Feld befindet, zu der Gr\u00f6\u00dfe dieser Ladung. <\/p><\/blockquote>\n<p>In einem Terahertz-Beschleuniger k\u00f6nnen die Feldgradienten, die die Elektronen erfahren, daher um mehrere Gr\u00f6\u00dfenordnungen h\u00f6her sein als in herk\u00f6mmlichen Ger\u00e4ten. Der zeitliche Ma\u00dfstab, in dem die Kr\u00fcmmung des Feldes bemerkbar ist, wird dabei deutlich geringer sein. Dies bedeutet, dass die Dauer des eingef\u00fchrten Elektronenstrahls einen deutlich st\u00e4rkeren Einfluss haben wird.<\/p>\n<p>Wissenschaftler haben die Theorie praktisch getestet. Dazu f\u00fchrten sie Elektronenstrahlen unterschiedlicher Dauer ein, die durch Kompression mit dem ersten STEAM-Ger\u00e4t (STEAM-Buncher) kontrolliert wurden.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Klein, aber oho: ein Mini-Linienbeschleuniger, der einen neuen Rekord aufgestellt hat\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/1d15ed2cec289b62df3d7a8a1fc2962c.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abbildung Nr. 3<\/i><\/p>\n<p>Wenn der Kompressor nicht an eine Stromquelle angeschlossen war, passierten Elektronenstrahlen (55 kV) mit einer Ladung von \u223c1 fC (Femtokoulomb) etwa 300 mm von der Elektronenkanone bis zum linear Beschleuniger (STEAM-linac). Diese Elektronen konnten sich unter dem Einfluss der Kr\u00e4fte des Raumladungsfeldes auf \u00fcber 1000 fs (Femtosekunden) ausdehnen.<\/p>\n<p>Bei einer solchen Dauer befand sich der Elektronenstrahl etwa 60 % der Halbperiode des Beschleunigungsfeldes mit einer Frequenz von 1,7 ps, was zu einem energetischen Spektrum nach der Beschleunigung mit einem Maximum bei 115 keV und einer Halbwertsbreite der Energieverteilung von mehr als 60 keV f\u00fchrte (<b>3a<\/b>).<\/p>\n<p>Um diese Ergebnisse mit den erwarteten zu vergleichen, wurde die Situation der Elektronenstreuung durch einen linearen Beschleuniger modelliert, wobei die Elektronen in Bezug auf den optimalen Einschaltzeitpunkt des Beschleunigungsfeldes nicht synchronisiert waren. Berechnungen dieser Situation zeigten, dass der Energieanstieg der Elektronen stark vom Timing abh\u00e4ngt, bis hin zu subpikosekundenzeitlichen Skalen (<b>3b<\/b>). Das hei\u00dft, bei optimaler Einstellung erf\u00e4hrt das Elektron die volle Halbperiode der Beschleunigung des Terahertzstrahlung in jeder Schicht (<b>3s<\/b>).<\/p>\n<p>Wenn jedoch die Elektronen zu unterschiedlichen Zeiten ankommen, erfahren sie im ersten Layer eine geringere Beschleunigung, wodurch sie mehr Zeit ben\u00f6tigen, um ihn zu durchlaufen. Anschlie\u00dfend verst\u00e4rkt sich die Entsynchronisation in den folgenden Schichten, was zu einer unerw\u00fcnschten Verz\u00f6gerung f\u00fchrt (<b>3d<\/b>). <\/p>\n<p>Um die negativen Auswirkungen der temporalen Verl\u00e4ngerung des Elektronenstrahls zu minimieren, arbeitete das erste STEAM-Ger\u00e4t im Kompressionsmodus. Die Dauer des Elektronenstrahls im Linearbeschleuniger wurde auf ein Minimum von ca. 350 fs (Halbwertsbreite) optimiert, indem die Terahertz-Energie, die an den Kompressor angelegt wurde, eingestellt und der Linearbeschleuniger in den Strichmodus geschaltet wurde.<b>4b<\/b>).<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Klein, aber oho: ein Mini-Linienbeschleuniger, der einen neuen Rekord aufgestellt hat\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/f4c887b0cd58549da2bdc3a25ebab294.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Bild Nr. 4<\/i><\/p>\n<p>Die minimale Strahldauer wurde in \u00dcbereinstimmung mit der Dauer des UV-Pulses des Photokatalysators festgelegt, dessen Dauer ca. 600 fs betrug. Auch der Abstand zwischen dem Kompressor und dem Strahl spielte eine wichtige Rolle, da er die Verdichtungsst\u00e4rke in Bezug auf die Geschwindigkeit begrenzte. Insgesamt erm\u00f6glichen diese Ma\u00dfnahmen eine femtosekunden-genaue Phaseneinf\u00fchrung in der Beschleunigungsphase.<\/p>\n<p>Im Bild <b>4a<\/b> Es ist sichtbar, dass die Streuung der Energie des komprimierten Elektronenstrahls nach der optimierten Beschleunigung in einem Linearbeschleuniger etwa um das 4-fache im Vergleich zu unkomprimierten Strahlen reduziert wird. Durch die Beschleunigung verschiebt sich das Energiespektrum des komprimierten Strahls in Richtung h\u00f6herer Energien, im Gegensatz zum unkomprimierten Strahl. Der Peak des Energiespektrums nach der Beschleunigung liegt bei etwa 115 keV, w\u00e4hrend der Hochenergie-Schwanz etwa 125 keV erreicht.<\/p>\n<p>Diese Werte stellen, so die bescheidene Aussage der Wissenschaftler, einen neuen Rekord f\u00fcr die Beschleunigung (vor der Beschleunigung waren es 70 keV) im Terahertz-Bereich dar.<\/p>\n<p>Um jedoch die Energie-Streuung zu reduzieren (<i>4a<\/i>), muss ein noch k\u00fcrzerer Strahl erreicht werden. <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Klein, aber oho: ein Mini-Linienbeschleuniger, der einen neuen Rekord aufgestellt hat\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/7c53a1ca68dfbe52518d1dcd813ad6c9.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Bild Nr. 5<\/i><\/p>\n<p>Im Fall des unkomprimierten eingef\u00fchrten Strahls zeigt die parabolische Abh\u00e4ngigkeit der Strahlgr\u00f6\u00dfe vom Strom den transversalen Emittanz in horizontaler und vertikaler Richtung: \u03b5x,n = 1,703 mm*mrad und \u03b5y,n = 1,491 mm*mrad (<b>5a<\/b>).<\/p>\n<p>Die Komprimierung verbesserte wiederum den transversalen Emittanz um das 6-fache auf \u03b5x,n = 0,285 mm*mrad (horizontal) und \u03b5y,n = 0,246 mm*mrad (vertikal).<\/p>\n<p>Es ist erw\u00e4hnenswert, dass das Ma\u00df der Emissionsreduktion etwa doppelt so stark ist wie das Ma\u00df der Verk\u00fcrzung der B\u00fcndeldauer, was ein Ausdruck der Nichtlinearit\u00e4t der Wechselwirkung \u00fcber die Zeit ist, wenn Elektronen einer starken Fokussierung und Defokussierung des Magnetfeldes w\u00e4hrend der Beschleunigung unterliegen (<b>5b<\/b> und <b>5c<\/b>).<\/p>\n<p>Im Bild <b>5b<\/b> es ist zu sehen, dass Elektronen, die zum optimalen Zeitpunkt eingef\u00fchrt werden, die gesamte Halbperiode der Beschleunigung des elektrischen Feldes erleben. Im Gegensatz dazu erfahren Elektronen, die vor oder nach dem optimalen Zeitpunkt ankommen, eine geringere Beschleunigung und sogar eine teilweise Verz\u00f6gerung. Diese Elektronen erhalten dadurch weniger Energie, grob gesagt.<\/p>\n<p>Eine \u00e4hnliche Situation zeigt sich auch unter dem Einfluss eines Magnetfeldes. Elektronen, die zum optimalen Zeitpunkt eingef\u00fchrt werden, erfahren eine symmetrische Menge an positiven und negativen Magnetfeldern. Wenn die Einf\u00fchrung der Elektronen jedoch vor dem optimalen Zeitpunkt erfolgt, gibt es mehr positive Felder und weniger negative. Im Fall der Einf\u00fchrung von Elektronen nach dem optimalen Zeitpunkt gibt es weniger positive und mehr negative.<b>5c<\/b>). Solche Abweichungen f\u00fchren dazu, dass das Elektron je nach Position relativ zur Achse nach links, rechts, oben oder unten abgelenkt wird, was zu einer Erh\u00f6hung des transversal Impulses f\u00fchrt, der mit der Fokussierung oder Defokussierung des Strahls zusammenh\u00e4ngt.<\/p>\n<p>F\u00fcr eine detailliertere Auseinandersetzung mit den Feinheiten der Forschung empfehle ich einen Blick in <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.osapublishing.org\/optica\/fulltext.cfm?uri=optica-6-7-872&amp;id=415315\">den Bericht der Wissenschaftler<\/a><\/noindex> und <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/osapublishing.figshare.com\/articles\/3990773_pdf\/8231024\">Zus\u00e4tzliche Materialien<\/a><\/noindex> dazu.<\/p>\n<h3>Epilog<\/h3>\n<p>\nZusammenfassend l\u00e4sst sich sagen, dass die Leistung des Beschleunigers steigt, wenn die Dauer des Elektronenstrahls verk\u00fcrzt wird. In diesem Werk war die erreichbare Dauer des Strahls durch die Geometrie der Anordnung begrenzt. Theoretisch kann die Dauer des Strahls jedoch weniger als 100 fs betragen. <\/p>\n<p>Wissenschaftler stellen auch fest, dass die Qualit\u00e4t des Strahls weiter verbessert werden kann, indem die H\u00f6he der Schichten verringert und deren Anzahl erh\u00f6ht wird. Dieses Verfahren birgt allerdings auch Schwierigkeiten, insbesondere die erh\u00f6hte Komplexit\u00e4t der Herstellung des Ger\u00e4ts.<\/p>\n<p>Diese Arbeit ist der erste Schritt zu einer umfassenderen und detaillierteren Untersuchung einer Miniaturversion des Linearbeschleunigers. Obwohl das getestete Modell bereits hervorragende Ergebnisse zeigt, die man zu Recht als rekordverd\u00e4chtig bezeichnen kann, gibt es noch viel zu tun. <\/p>\n<p>Vielen Dank f\u00fcr Ihre Aufmerksamkeit, bleiben Sie neugierig und eine produktive Woche f\u00fcr alle! \ud83d\ude42<\/p>\n<p>Danke, dass Sie bei uns bleiben. 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href=\"https:\/\/habr.com\/company\/ua-hosting\/blog\/329618\/\">Wie man eine Unternehmenskosten-Infrastruktur mit Dell R730xd E5-2650 v4-Servern f\u00fcr ein paar Euro aufbaut?<\/a><\/noindex><br \/>\n<br \/>Quelle: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/ua-hosting\/blog\/460195\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u041f\u0440\u0438\u0432\u044b\u0447\u043d\u044b\u0439 \u043d\u0430\u043c \u043f\u0440\u0438\u043d\u0446\u0438\u043f \u00ab\u0431\u043e\u043b\u044c\u0448\u0435 \u0437\u043d\u0430\u0447\u0438\u0442 \u043c\u043e\u0449\u043d\u0435\u0435\u00bb \u0443\u0436\u0435 \u0434\u0430\u0432\u043d\u043e \u0443\u0441\u0442\u043e\u044f\u043b\u0441\u044f \u0432 \u043c\u043d\u043e\u0433\u0438\u0445 \u043e\u0442\u0440\u0430\u0441\u043b\u044f\u0445 \u0436\u0438\u0437\u043d\u0438 \u043e\u0431\u0449\u0435\u0441\u0442\u0432\u0430, \u0432 \u0442\u043e\u043c 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In der heutigen Zeit begegnet man jedoch zunehmend der praktischen Umsetzung des Sprichworts \"Klein, aber oho\". 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